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

Вымирание 445 млн лет назад изменило жизнь на Земле — Science Advances сегодня в 1:52
Апокалипсис 445 миллионов лет назад переписал историю навсегда: эволюция сделала ставку на челюсти

445 миллионов лет назад Земля замерзла, а океаны потеряли 85 % жизни. Но именно это массовое вымирание открыло путь к господству предков всех современных животных.

Читать полностью »
Исследование показало возможное замедление вращения земного ядра — Nature вчера в 20:10
Ядро Земли сбавляет обороты: из глубин всплывают редкие металлы

Учёные обнаружили в гавайской лаве следы редких металлов, что помогает по-новому взглянуть на скрытую динамику земного ядра.

Читать полностью »
В Англии обнаружили кельтский боевой рог возрастом 2000 лет — Historic England вчера в 16:03
Этот звук должен был сеять панику: редкий артефакт из кельтских войн неожиданно вышел на свет

В Норфолке найден редчайший кельтский боевой рог возрастом около 2000 лет. Археологи не исключают его связь с эпохой восстания Боудикки и войнами против Рима.

Читать полностью »
Возвращаться в рабочий ритм нужно постепенно — психолог Абравитова вчера в 14:19
Каникулы закончились: как вернуться в рабочий ритм без вреда для психики

Психолог Марианна Абравитова рассказала EcoSever, как без стресса вернуться в рабочий ритм после длинных новогодних каникул.

Читать полностью »
Учёные Индии и США объяснили устойчивость планктонных экосистем вчера в 12:16
Законы межвидовой конкуренции дали трещину: как планктон выживает там, где должен исчезнуть

Учёные из Индии и США разгадали "парадокс планктона". Математическая модель показала, как взаимосвязь между видами позволяет сообществам сохранять разнообразие.

Читать полностью »
Клопы начали питаться человеческой кровью тысячи лет назад — Biology Letters вчера в 8:10
Пещеры, кровь и города: как клопы стали первыми спутниками человека

Новое генетическое исследование рассказывает, как клопы стали одними из первых спутников человеческих поселений и что повлияло на их необычную эволюцию.

Читать полностью »
Кораллы усилили ночную активность микроскопических хищников — учёные вчера в 4:12
Ночью океан меняется до неузнаваемости: рифы запускают охоту, о которой никто не говорил

Коралловые рифы оказались активными регуляторами микробной жизни. Учёные выяснили, как суточные ритмы микробов помогают оценивать состояние морских экосистем.

Читать полностью »
Будущее зимней одежды связано с адаптивными материалами — The Conversation вчера в 0:04
Зимняя куртка — тонко, легко и неожиданно тепло: почему новые материалы греют лучше привычных

Учёные раскрыли, как современные куртки удерживают тепло. Пух, аэрогели и отражающие материалы управляют теплопередачей и делают одежду "умной".

Читать полностью »