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

Чёрный стриж живёт в небе и гибнет при посадке на землю — Популярная наука сегодня в 3:08
Семь полётов до Луны и обратно — без остановки: как чёрному стрижу удаётся не приземляться 10 месяцев подряд

Чёрный стриж проводит почти весь год в воздухе, не касаясь земли. Как ему удаётся спать, питаться и выживать, не теряя высоты — в материале о самом необычном летуне планеты.

Читать полностью »
Вороны передают память о врагах новым поколениям — орнитолог Марцлуф вчера в 21:33
Обидел ворону — получи карму: как птицы передают чёрный список из поколения в поколение

Учёные доказали, что вороны помнят обидчиков десятилетиями и передают память потомкам. Как им удаётся хранить "чёрные метки" поколениями?

Читать полностью »
Стресс и бессонница ослабляют иммунитет — Frontiers in Immunology вчера в 12:13
Когда организму не хватает киллеров: вот что бьёт по защите сильнее вирусов — иммунные клетки уходят

Учёные выяснили, что тревожность и бессонница ослабляют иммунитет, снижая уровень защитных клеток. Почему недосып делает нас уязвимее к болезням?

Читать полностью »
Взрыв сверхновой помог Земле получить воду — астрофизик Рё Савада вчера в 3:03
Земля обязана своим рождением катастрофе: как гибель одной звезды создала миллиарды миров

Мог ли взрыв далёкой звезды подарить Земле воду и жизнь? Учёные из Токийского университета нашли доказательства того, что это возможно.

Читать полностью »
Лунный цикл влияет на биоритмы человека — портал The Conversation 16.12.2025 в 21:33
Луна всё ещё управляет нами — но свет городов сбивает её древний ритм: что теряет человек вместе с ночным небом

Даже под ярким городским небом Луна продолжает влиять на наш сон. Почему ночное светило до сих пор управляет ритмами человеческого организма?

Читать полностью »
Сверхновая ускорила образование планет, подобных Земле — учёные 16.12.2025 в 18:20
Вселенная действует грубо, но эффективно: один взрыв — и пригодных для жизни миров стало больше

Новое исследование показывает, что взрывы сверхновых могли способствовать формированию каменистых планет, подобных Земле, значительно чаще, чем считалось ранее.

Читать полностью »
При обустройстве кормушки важно учитывать конкуренцию между птицами — орнитолог Мишин 16.12.2025 в 18:02
Семечки есть, а птицы пропали: не допускайте эту ошибку при подготовке зимней кормушки

Орнитолог Вадим Мишин рассказал EcoSever, как правильно обустроить кормушки для птиц зимой.

Читать полностью »
Симвастатин связывается с рианодиновым рецептором — учёные 16.12.2025 в 15:27
Утечка кальция внутри мышц — и тело слабеет: как некоторые медикаментозные препараты ломают то, что должны лечить

Учёные выяснили, почему у некоторых пациентов статины вызывают мышечную боль, и обнаружили механизм, связанный с нарушением кальциевого обмена в клетках.

Читать полностью »