Kryształy to wyjątkowe struktury, które ułożone są w uporządkowane schemat powtarzający się we wszystkich trzech wymiarach przestrzeni. Powstają naturalnie w naturze, ale potrafimy je także wykonywać w laboratoriach. Tworzą się z najróżniejszych surowców, od szkła poczynając, przez pierwiastki i na atomach kończąc. Kryształy powstają więc nawet na poziomie molekularnym. Naukowcy już niemal sto lat temu przewidywali, że kryształy mogą powstawać nawet z jeszcze mniejszych cząsteczek, z których składa się atom.
Po 86 latach naukowcy zdołali stworzyć kryształ Wignera
W 1934 roku fizyk teoretyczny Eugene Wigner przedstawił teorię, że nie tylko atomy, ale nawet elektrony mogą stworzyć kryształ. Problem był jednak taki, że elektrony ciągle się poruszają. Wigner twierdził jednak, że jeśli gęstość naładowanych negatywnie elektronów zostanie utrzymana poniżej pewnego poziomu, to ułożyłyby się one w powtarzające się struktury. W efekcie powstałby kryształ elektronowy, nazwany kryształem Wignera. Teorii tej jednak nie dało się udowodnić w latach 30. ubiegłego wieku, ze względu na ograniczenia technologiczne.
Po raz pierwszy kryształ Wignera udało się zaobserwować podczas eksperymentu w 1979 roku. Od tego czasu naukowcy kilkukrotnie obserwowali, kryształ, ale nie byli w stanie go stworzyć. Ta sztuka udała się dopiero w tym roku. Fizycy z Uniwersytetu Cornella zdołali "złapać w pułapkę" elektrony, które uwięzili w dwóch półprzewodnikowych warstwach wolframu. W ten sposób elektrony ułożyły się w sześciokątny wzór i utworzyły kryształ Wignera.
Stworzenie kryształu Wignera pomoże w rozwoju fizyki kwantowej
Trudno jeszcze powiedzieć, jak kryształ Wignera będzie można wykorzystać w praktyce. Kierujący badaniem Yang Xu, stwierdził jednak, że odkrycie to będzie miało wpływ nie tylko na badania elektronowych kryształów. Przyczyni się także do rozwoju fizyki kwantowej.
