Более 90 лет назад известный физик Юджин Вигнер математически доказал, что при очень низкой температуре и некоторых других факторах движение электронов можно замедлить. При этом их естественное отталкивание — частицы с одинаковым электрическим зарядом отталкиваются друг от друга — распределит их структуру в особую «застывшую» форму, создав так называемый «электронный лед».
Хотя ученые ранее получали косвенные доказательства существования «электронного льда», до сих пор никому не удавалось предоставить его изображения.
Узор в виде крыльев бабочки, показанный выше, является первой фотографией так называемого кристалла Вигнера, зажатого между двумя очень тонкими полупроводниковыми слоями. Пространство между отдельными электронами, которое можно увидеть на картинке, примерно в 100 раз больше расстояния между атомами в полупроводниковом листе.
Изображение получили исследователи из Калифорнийского университета в Беркли вместе с другими учеными из США и Японии. Сделать это было непросто, пишет ZME Science.
Чтобы сформировать «электронный лед», физики поместили одиночные атомные слои дисульфида вольфрама и диселена вольфрама (два очень похожих полупроводника) очень близко друг к другу. За счет действия электрического поля произошло уменьшение электронной плотности между двумя слоями. Наконец, вся установка была охлаждена до почти абсолютного нуля. В таких условиях электроны максимально замедлились и почти перестали двигаться.
Последней задачей было получить само изображение. Для этого экспериментальное устройство накрыли листом графена. Дело в том, что листы графена действуют как фотобумага, на которой фиксируется положение отдельных электронов. На ней и отразилась типичная структура кристаллов. Это косвенное измерение, но оно, несомненно, доказывает существование кристаллов Вигнера и отображает вид «электронного льда».
Посмотрите, как фотограф отобразил суть времени, массы, длины и остальных основных физических величин с помощью камеры и нескольких предметов.
Это тоже интересно:
