Владан Джурич Опубликована 10.05.2020 в 16:00

Физики впервые измерили электронную сжимаемость вигнеровского кристалла

Физики впервые измерили электронную сжимаемость вигнеровского кристалла

Вигнеровский кристалл редко используется в глубинных исследованиях, поскольку сам является достаточно редкой формой упорядоченных определенным образом электронов.

Американская исследовательская группа в первый раз в истории смогла провести измерения степени сжимаемости вигнеровского кристалла. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Physical Review Letters.

Известно, что вигнеровский кристалл формируется в углеродных нанотрубках. В ходе исследований было измерено взаимодействие частиц этого кристалла. После получения результатов измерений ученые сопоставили полученные данные с классической теорией вигнеровского кристалла.

Получение вигнеровского кристалла возможно в процессе разряжения или охлаждения газа электронов. В итоге получается вигнеровский кристалл, представляющий собой строгую упорядоченную систему электронов. Структура кристалла очень напоминает структурную модель кристаллической решетки.

В ходе экспериментов над уникальной структурой электронов у ученых возникли вопросы. Замороженное состояние электронов на основе низкой температуры укрепляет состояние кристаллической решетки. С другой стороны, укрепленная структура вызывает высокую степень разреженности электронов.

Напомним, что впервые вигнеровский кристалл был обнаружен американским исследователем в 1934 году. В честь физика Юджина Вигнера и был назван кристалл.

В итоге выяснилось, что получение такого кристалла на самом деле является достаточно сложным процессом. В лабораторных условиях физикам удалось получить вигнеровский кристалл только спустя более 40 лет после его обнаружения.

Ближе к 90-ым годам ученые смогли получить двумерный кристалл, а уже через некоторое время - одномерный вариант. В итоге измерить структуру кристалла оказалось еще сложнее.

Для того, чтобы проанализировать кристаллы, требуется разработать специальную технику, что и сделали американские физики. Из последних исследований известны результаты измерения расстояния между узлами кристаллов.

Исследователи сумели измерить также и электронную сжимаемость сложной структуры. Ранее ученым удавалось измерить показатели обратной сжимаемости на основе низких температур. Однако полученные результаты не согласовались с теорией вигнеровского кристалла.

Для того, чтобы изготовить кристаллы, использовались нанотрубки. Сами же нанотрубки были получены при осаждении газовой формы. Система была охлаждена до менее чем двух кельвинов.

Электроды присоединяли к концам трубки. Количество электронов в трубке специально ограничивали, чтобы получить точное значение электронной сжимаемости.

В целом же исследование ученых не считается чем-то новым. Однако это первый случай, где физикам удалось измерить сжимаемость очень сложной и редкой структуры. Впрочем, результаты исследования очень похожи на теорию электронного газа, где используется принцип обмена.

Подписывайтесь на Экосевер

Читайте также

В список Минприроды вошли 18 инвазивных видов растений — Российская газета сегодня в 13:12
Чужие среди нас: Минприроды составило список инвазивных растений, захватывающих Россию

Минприроды представило перечень опасных растений, угрожающих заповедным территориям. В список вошли 18 инвазивных видов, способных нарушать природный баланс России.

Читать полностью »
Скука связана с короткой продолжительностью жизни — Evolutionary Psychology сегодня в 12:34
Скука не порок, а стратегия выживания: почему тяга к острым ощущениям заложена в биологии

Учёные выяснили, с чем связана склонность к скуке. Почему одни живут быстро, а другие предпочитают стабильность — показало новое исследование.

Читать полностью »
Яркие объекты с необычными свойствами зафиксированы в глубоком космосе — астрономы сегодня в 9:11
Звёзды, которые не должны существовать: телескоп Дж. Уэбб увидел во Вселенной нечто слишком странное

Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил объекты, которые могут изменить взгляды на рождение первых звезд и роль темной материи в ранней Вселенной.

Читать полностью »
Тёплый воздух приносит дождь на высоте 2–3 км в Антарктиде — Городецкая, Университет Порту сегодня в 6:27
Дождь в Антарктиде — и лёд начинает таять изнутри: вечно холодный материк входит в эпоху климатических шоков

Атмосферные реки добрались до Антарктиды: как экстремальные потепления и снегопады меняют ледяной континент и почему учёные бьют тревогу.

Читать полностью »
Иберийский полуостров вращается по часовой стрелке — EHU сегодня в 3:49
Лицо Европы меняется: Иберийский полуостров затянуло в тектонический водоворот — чем это грозит

Иберийский полуостров может скрывать загадочные геодинамические процессы. Почему этот на вид стабильный регион на самом деле постоянно вращается?

Читать полностью »
Режим сна облегчает пробуждение без чувства усталости — Университет Саншайн-Кост сегодня в 0:13
Организм просыпается раньше сигнала: как работает скрытый механизм человеческого сна

Почему мы иногда просыпаемся раньше будильника и что это говорит о качестве сна — ученые объясняют роль биологических часов и гормонов.

Читать полностью »
Древние орнаменты скрывали математические законы - Йозеф Гарфинкель вчера в 21:15
8000 лет назад люди рисовали по правилам математики: что скрывают старинные цветочные мотивы

Древние изображения растений на керамике раскрывают первые математические идеи. Узнайте, как визуализация геометрии помогает нам понять древнее мышление.

Читать полностью »
Ноздри поочерёдно меняют поток воздуха в течение дня — Рональд Экклс вчера в 18:12
Нос работает в две смены: скрытый механизм дыхания, о котором никто не догадывается

Почему у человека две ноздри и как они работают вместе: носовой цикл, дыхание, защита от вирусов и влияние на обоняние — научный взгляд на привычную деталь.

Читать полностью »