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

Микробы кишечника адаптировались к современному рациону — Nature сегодня в 15:08
Фастфуд запустил новую эволюцию и меняет нас изнутри: как кишечные бактерии учатся переваривать искусственную пищу

Учёные из США выяснили, что кишечные бактерии меняются вместе с нашим рационом. Как питание из супермаркета заставило микробы эволюционировать?

Читать полностью »
На тонком льду палатке не место — эксперт по рыболовству Акатьев сегодня в 14:23
Лед есть, а уверенности нет: почему рыбачить зимой одному опаснее, чем кажется

Эксперт по рыболовству Михаил Акатьев рассказал EcoSever почему опасно выходить на зимнюю рыбалку в одиночку.

Читать полностью »
Учёные создали устойчивый временной кристалл — Aalto University сегодня в 11:10
Когда секунда превращается в вечность: найдено окно в квантовый мир

Учёные нашли способ сделать "временные кристаллы" устойчивыми к разрушению — это путь к созданию памяти, способной хранить данные не доли секунды, а минуты.

Читать полностью »
Сериал Очень странные дела построен на реальных принципах квантовой физики — Nature сегодня в 7:09
Мир может раскалываться без взрывов: экранная фантазия неожиданно совпала с реальной физикой

Сериал "Очень странные дела" использует реальные идеи квантовой физики. Почему учёные до сих пор спорят о параллельных вселенных.

Читать полностью »
Индийские учёные доказали, что растения заботятся о потомстве — bioRxiv сегодня в 3:52
Сердца нет, а материнская любовь есть: растения заботятся о детях — сенсационное открытие

Учёные обнаружили, что растения способны заботиться о своём потомстве, как животные. Что скрывает этот механизм и зачем оно жертвует своими ресурсами?

Читать полностью »
Первые за 30 лет случаи лепры зафиксировали в Хорватии – Beaconbio вчера в 22:18
Проказа вернулась в Европу – первые случаи за десятилетия зафиксированы сразу в двух странах

В Европе вновь зафиксированы случаи лепры — впервые за десятилетия. Врачи оценивают риски и объясняют, почему угрозы эпидемии нет.

Читать полностью »
Учёные создали микроволновый процессор для ИИ — Cornell University вчера в 22:10
Машины учатся говорить на частотах: микроволны берут власть над ИИ

Учёные создали микрочип, который работает на микроволнах, а не на цифровых схемах. Разработка может изменить будущее ИИ и сделать вычисления быстрее.

Читать полностью »
Психиатр Сычев указал на снижение когнитивных функций после суток без сна вчера в 22:09
Одна бессонная ночь ломает концентрацию – последствия ощущаются быстро

Даже одна ночь без сна может серьёзно нарушить работу мозга. Врач объяснил, какие процессы запускаются в организме и почему последствия ощущаются днём.

Читать полностью »