Yeni bir çalışmada, bilim adamlarından oluşan bir ekip, elektronların garip geometrik kristallerde nasıl “donduğunu”, sonra “eridiğini” ve tekrar sıvı gibi hareket ettiğini belirledi; hatta bazı elektronların sabit kalırken diğerlerinin serbestçe hareket ettiği maddenin yeni bir durumunu keşfetti.
Elektrik her yerde: Arabalara, cep telefonlarına, bilgisayarlara ve daha fazlasına güç sağlar. Hepsi devrelerdeki elektronların hareketi sayesinde.
Biz onları göremesek de elektronlar, suyun borudaki gibi bir iletkenin içinde akarak elektrik üretirler.
Ancak Bazı malzemeler “donabilir” elektronların kristal formlara akışı. Malzeme iletken olmayı bırakır ve yalıtkan hale gelerek elektriği engeller.
Bu fenomen, bilim adamlarının karmaşık elektron davranışlarını gözlemlemesine olanak tanır ve yeni teknolojilerkuantum hesaplama, gelişmiş süperiletkenlik, tıbbi görüntüleme, aydınlatma ve yüksek hassasiyetli atom saatleri gibi.
Yeni bir çalışmada, Florida Eyalet Üniversitesi’ndeki (FSU) bilim adamları, maddenin “” olarak adlandırılan bir fazının nasıl dengeleneceğini gösterdiler.genelleştirilmiş Wigner kristaliElektronların katı bir kristal kafes oluşturduğu, ancak sıvı bir duruma “erimeyi” başardığı “.
Çalışmanın sonuçları bir raporda sunuldu. madde yakın zamanda yayınlandı npj Kuantum Malzemeleri.
İki boyutlu sistemlerde elektronlar oluşabilir Wigner kristalleri1934’te teorik olarak tahmin edilenler. Son deneyler onların varlığını doğruladı, ancak Bu devletlerin nasıl ortaya çıktığı bilinmiyordu kuantum mekaniğinin ek etkileriyle.
“Doğru ‘kuantum düğmelerini’ belirledik Bu geçişi tetiklemek ve oluşturmak için genelleştirilmiş Wigner kristalleri”açıklıyor Hitesh ChanglaniFSU’da araştırmacı ve makalenin ana yazarı, ifade üniversitenin.
“Genelleştirilmiş Wigner kristalleri geleneksel kristallerden farklıdır çünkü çeşitli desenler oluşturur“Sadece üçgen bir ağ değil, şeritler veya petekler gibi” diye ekliyor araştırmacı.
Bilim adamları ayrıca bir şey keşfettiler maddenin yeni haliİletken ve yalıtkan özelliklerin bir arada bulunduğu yer. Genelleştirilmiş Wigner kristali kısmen “eriyebilir”: bazı elektronlar sabit kalır, bazıları hareket eder Tıpkı tilt makinesindeki lobutların arasından geçen bir top gibi.
“Bu maddenin çok heyecan verici bir aşamasıdır”diyor çalışmanın ortak yazarı Kıbrıslı LewandowskiAynı zamanda FSU’da araştırmacı ve yardımcı doçenttir. “Bazı elektronlar donmak ister, bazıları ise yüzmek ister. Bu, bu kuantum etkisinin bu elektron yoğunluğunda ilk kez gözlemlenmesidir.”
Bu çalışma bilim adamlarının anlamalarına yardımcı oluyor maddenin halleri nasıl manipüle edilir.
Lewandowski, “Bir şeyi yalıtkan, iletken veya manyetik yapan şey nedir? Bir durumu diğerine değiştirebilir miyiz?” diye soruyor. “Belirli eyaletlerin nerede var olduğunu ve birinden diğerine nasıl geçtiklerini tahmin etmek istiyoruz. Suyu buhara çevirmek gibiama ile Elektronlardaki geçişleri kontrol eden ‘kuantum düğmeleri’”.
Araştırma ekibine göre elektronların bu işbirliğine dayalı davranışını daha iyi anlamak, yenilikçi uygulamalara öncülük etmek kuantum, süperiletken ve atom teknolojilerinde.