Stworzono kryształ złożony z elektronów. 86 lat po sformułowaniu teorii o takiej możliwości

86 lat temu powstała teoria o możliwości ułożenia kryształu złożonego z elektronów. Kryształ Wignera, jak nazwano tę strukturę od nazwiska pomysłodawcy, był zaobserwowany kilkukrotnie. Jednak dopiero w tym roku, udało się naukowcom stworzyć taką strukturą.

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. 

Pulsar PSR J1141-6545 na orbicie białego karła. Najlepszy z poligonów doświadczalnych Ogólnej Teorii Względności EinsteinaEinstein miał rację. Po 100 latach potwierdzono "wleczenie czasoptrzestrzeni"

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. 

10 rzeczy, których nie wiesz o kosmosie Węgierscy naukowcy odkryli piątą siłę natury? Potrzebne ponowne badania

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. 

Zobacz wideo Chcesz odkryć tajniki kosmosu i zdobyć unikalną wiedzę? Oto cztery darmowe aplikacje dla ciekawych świata

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.