Američki fizičari su postigli revolucionarni pothvat izravnim snimanjem slika takozvanog "Wignerovog kristala", što je izazovan zadatak zbog zamršene prirode ponašanja elektrona.
Bilo je puno, doslovno stotine, radova napisanih o pronalaženju dokaza za Wignerov kristal na neki način neizravno i nikada nismo mislili da ćemo to uspjeti izravno snimiti. Bila je to pomalo slučajnost, kaže fizičar Ali Yazdani sa Sveučilišta Princeton.
Pod normalnim uvjetima, elektroni teku slobodno, ali na ekstremno niskim temperaturama, odbojne sile ih dovode do formiranja kristalne strukture, kao što je predvidio fizičar Eugene Wigner 1934. godine. Nedavni napredak omogućio je znanstvenicima stvaranje Wignerovih kristala u laboratoriju.
Yazdani i njegov tim upotrijebili su dva tanka lista grafena, svaki debljine tek jednog atoma, u hladnom okruženju blizu apsolutne nule i podvrgnutih jakom magnetskom polju. Najvažnije je da je grafen imao minimalne nesavršenosti kako bi spriječio zarobljavanje elektrona. Njihova studija objavljena je u časopisu Nature.
Prethodne metode neizravno su dovele do Wignerovih kristala, ali Yazdanijev tim ih je izravno slikao s pomoću specijaliziranog mikroskopa koristeći kvantni učinak poznat kao tuneliranje. To je omogućilo preciznu vizualizaciju rasporeda elektrona.
Ono što nazivamo zakonima fizike često su samo matematički opisi nekog dijela prirode. Konačni fizikalni zakoni vjerojatno ne postoje, što fiziku čini boljom, ističe teorijski fizičar Sankar Das Sarma.
Prethodni eksperimenti koji su koristili slične metode suočavali su se s izazovima zbog okolnih materijala, zbog čega je snimanje bilo manje izravno. Nasuprot tome, Yazdanijev tim promatrao je elektrone raspoređene u trokute koji se ponavljaju kako je predvidio Wigner.
Njihove slike otkrile su promjene u strukturi kristala pod različitim uvjetima, poput temperature i jakosti magnetskog polja. Promatrali su prijelaze u egzotične elektronske tekućine i prugaste formacije.
Yazdani i njegov tim imaju za cilj prikazati kristalizaciju pobuđenja nalik česticama u tim stanjima rastaljenja, koja nose djelić naboja elektrona. NJihovo istraživanje, koje je i dalje u tijeku, obećava dublje uvide u ponašanje elektrona.
Izvor: New Scientist
