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

Человек изменил генетику итальянских медведей — биолог Бенаццо сегодня в 12:04
Они стали меньше и добрее: как человек переписал эволюцию медведей — случайно вышло

Учёные выяснили, что бурые медведи в Центральной Италии эволюционировали под влиянием людей. Почему они изменились — и что это значит для будущего вида?

Читать полностью »
Люди чаще доверяют ошибающимся людям чем алгоритмам — учёные сегодня в 10:10
Мы прощаем людям ошибки, но ненавидим, когда ошибается машина

Почему люди с настороженностью относятся к искусственному интеллекту, даже когда он облегчает жизнь, и что нужно, чтобы машины вызывали доверие.

Читать полностью »
Вирусолог испытал вакцину в виде пива — Национальный институт рака США сегодня в 6:18
Домашний напиток с эффектом вакцины: эксперимент, который поставил на уши науку о медицине

Американский вирусолог испытал на себе вакцину в виде пива. Эксперимент вызвал споры о безопасности, этике и будущем альтернативных форм вакцинации.

Читать полностью »
Время на Марсе опережает земное на 477 микросекунд в сутки — NIST сегодня в 2:43
Часы, которые всегда спешат: Марс живёт в другом ритме — и наука наконец поняла, почему

Учёные NIST рассчитали: на Марсе время идёт иначе, чем на Земле. Почему это происходит и как секундная разница может решить судьбу будущих космических миссий?

Читать полностью »
Квантовый компьютер Helios превзошёл суперкомпьютеры — Quantinuum вчера в 21:10
Квантовая машина победила квазары: энергия будущего уже в руках людей

Учёные представили Helios — квантовый компьютер с 98 кубитами, который способен решать задачи, недоступные даже суперкомпьютерам.

Читать полностью »
Система MagNav использует для навигации магнитное поле Земли — DTU вчера в 20:29
GPS можно обмануть, а его — нет: учёные нашли неожиданный способ защитить навигацию от кибервойн и спуфинга

Учёные разрабатывают навигацию, которую невозможно заглушить. Как магнитное поле Земли может заменить GPS и спасти навигацию будущего от хаоса?

Читать полностью »
Линька указала на нелетающий образ жизни динозавра — палеонтологи ТАУ вчера в 15:55
Динозавры с крыльями, но без неба: древняя ошибка эволюции всплыла спустя 160 миллионов лет

Учёные выяснили, что пернатый динозавр Anchiornis huxleyi, живший 160 млн лет назад, имел крылья, но не умел летать, что меняет взгляды на эволюцию полёта.

Читать полностью »
Эффект объятий тяжёлого одеяла расслабляет нервную систему — Conversation вчера в 13:06
Помогают заснуть или просто облегчают кошелёк — что на самом деле делают с нами тяжёлые одеяла

Могут ли тяжёлые одеяла действительно улучшить сон и снизить тревогу, как обещает реклама? Учёные проверили эффект и нашли в нём неожиданные ограничения.

Читать полностью »