โดย Ben Turner เผยแพร่เมื่อ 12 ตุลาคม 2021ผลึก เว็บตรง แสดงอิเล็กตรอนที่กดลงใน ‘วัสดุที่มีลักษณะคล้ายรังผึ้งภายในวัสดุ’ ภาพอุโมงค์สแกนของแผ่นกราฟีนแสดงรอยประทับรังผึ้งของ ‘น้ําแข็งอิเล็กตรอน’ ที่อยู่ข้างใต้ (เครดิตภาพ: H. Li et al./ธรรมชาติ)นักฟิสิกส์ได้ถ่ายภาพครั้งแรกของผลึก Wigner ซึ่งเป็นวัสดุลวดลายรังผึ้งแปลก ๆ ภายในวัสดุอื่นที่ทําจากอิเล็กตรอนทั้งหมดนักฟิสิกส์ชาวฮังการี Eugene Wigner ได้ตั้งทฤษฎีคริสตัลนี้เป็นครั้งแรกในปี 1934 แต่ใช้เวลามากกว่าแปดทศวรรษสําหรับ
นักวิทยาศาสตร์ที่จะได้ดู “น้ําแข็งอิเล็กตรอน” โดยตรง ภาพแรกที่น่าสนใจแสดงอิเล็กตรอนที่บีบเข้า
ด้วยกันเป็นรูปแบบที่แน่นและทําซ้ํา – เช่นปีกผีเสื้อสีฟ้าเล็ก ๆ หรือการกดโคลเวอร์ของมนุษย์ต่างดาว
นักวิจัยที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 29 กันยายนในวารสาร Nature กล่าวว่าในขณะที่นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ผลึก Wigner ถูกสร้างขึ้นอย่างน่าเชื่อถือหรือแม้กระทั่งมีการศึกษาคุณสมบัติของมันหลักฐานภาพที่พวกเขารวบรวมเป็นหลักฐานที่เน้นมากที่สุดของการดํารงอยู่ของวัสดุที่เกี่ยวข้อง: 12 การทดลองฟิสิกส์ควอนตัมที่สวยงาม ”ถ้าคุณบอกว่าคุณมีผลึกอิเล็กตรอนแสดงให้ฉันเห็นคริสตัล” ศึกษาผู้เขียนร่วม Feng Wang นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียบอกกับ Nature News
ภายในตัวนําธรรมดาเช่นเงินหรือทองแดงหรือเซมิคอนดักเตอร์เช่นซิลิคอนอิเล็กตรอนซิปไปรอบ ๆ อย่างรวดเร็วจนแทบจะไม่สามารถโต้ตอบกันได้ แต่ที่อุณหภูมิต่ํามากพวกเขาชะลอตัวลงเพื่อคลานและการขับไล่ระหว่างอิเล็กตรอนที่มีประจุลบเริ่มครอบงํา อนุภาคที่เคลื่อนที่สูงครั้งหนึ่งบดให้หยุดลงจัดเรียงตัวเองให้เป็นรูปแบบที่ทําซ้ําเหมือนรังผึ้งเพื่อลดการใช้พลังงานทั้งหมด
เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง
-18 ความลึกลับที่ยังไม่คลี่คลายที่ใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์
-สมการที่สวยที่สุดในโลก
-9 จํานวนที่มากที่สุดในการดํารงอยู่
เพื่อให้เห็นสิ่งนี้ในการดําเนินการนักวิจัยติดอิเล็กตรอนในช่องว่างระหว่างชั้นอะตอมหนาของเซมิ
คอนดักเตอร์ทังสเตนสองตัว – ซัลไฟด์ทังสเตนหนึ่งตัวและเทิงซัลฟีไดออกไซด์ทังสเตนอื่น ๆ จากนั้นหลังจากใช้สนามไฟฟ้าข้ามช่องว่างเพื่อกําจัดอิเล็กตรอนส่วนเกินที่อาจก่อกวนนักวิจัยได้แช่เย็นแซนวิชอิเล็กตรอนของพวกเขาลงไปที่ 5 องศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ แน่นอนว่าอิเล็กตรอนที่ความเร็วครั้งเดียวหยุดลงนั่งลงในโครงสร้างซ้ําของผลึก Wigner
จากนั้นนักวิจัยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกน (STM) เพื่อดูคริสตัลใหม่นี้ STMs ทํางานโดยใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กบนปลายโลหะที่คมชัดมากก่อนที่จะทํางานเหนือวัสดุทําให้อิเล็กตรอนกระโดดลงไปที่พื้นผิวของวัสดุจากปลาย อัตราที่อิเล็กตรอนกระโดดจากปลายขึ้นอยู่กับสิ่งที่อยู่ข้างใต้ดังนั้นนักวิจัยสามารถสร้างภาพของรูปทรงเหมือนอักษรเบรลล์ของพื้นผิว 2 มิติโดยการวัดกระแสที่ไหลลงสู่พื้นผิวในแต่ละจุด
แต่กระแสที่จัดทําโดย STM ในตอนแรกมากเกินไปสําหรับน้ําแข็งอิเล็กตรอนที่ละเอียดอ่อน “ละลาย” เมื่อสัมผัส เพื่อหยุดสิ่งนี้นักวิจัยได้แทรกกราฟีนชั้นอะตอมเดียวเหนือผลึก Wigner ทําให้ผลึกสามารถโต้ตอบกับกราฟีนและทิ้งความประทับใจไว้ว่า STM สามารถอ่านได้อย่างปลอดภัย – เหมือนกับเครื่องถ่ายเอกสาร โดยการติดตามภาพที่ประทับบนแผ่นกราฟีนอย่างสมบูรณ์ STM จับภาพภาพรวมแรกของผลึก Wigner พิสูจน์การดํารงอยู่ของมันอย่างไม่ต้องสงสัย
ตอนนี้พวกเขามีข้อสรุปว่าผลึก Wigner มีอยู่นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ผลึกเพื่อตอบคําถามที่ลึกขึ้นเกี่ยวกับวิธีที่อิเล็กตรอนหลายตัวมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันเช่นทําไมผลึกจึงจัดตัวเองในการสั่งซื้อรังผึ้งและวิธีที่พวกเขา “ละลาย” คําตอบจะให้เหลือบที่หายากในบางส่วนของคุณสมบัติที่เข้าใจยากที่สุดของอนุภาคขนาดเล็ก
สร้างขึ้นด้วยชั้นที่แตกต่างกันเช่นโลกและหินและในที่สุดแผ่นหินขนาดใหญ่ด้านบน พวกเขาไม่ได้แบน แต่ชนิดของโดมที่มีรูปร่างเพื่อให้การระบายน้ําที่เหมาะสม”Parcero-Oubiña กล่าวว่า”ถนนสายหลักกําลังเชื่อมต่อสถานที่สําคัญ ดังนั้นไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง พวกเขาทั้งหมดสิ้นสุดหรือเริ่มต้นในกรุงโรม แต่ไม่ใช่ว่าคุณต้องผ่านกรุงโรมเมื่อเดินทางจากลอนดอนไปยังปารีส เพราะเครือข่ายอนุญาตให้เกิดขึ้นได้” Parcero-Oubiña กล่าว ถนนสายหลักเหล่านี้ถูกออกแบบมาสําหรับการเคลื่อนไหวของล้อและสัตว์ – กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกเขามีความซับซ้อนมากกว่าเส้นทางโคลน “พวกเขาถูกสร้างขึ้นด้วยชั้นที่แตกต่างกันเช่นโลกและหินและในที่สุดแผ่นหินขนาดใหญ่ด้านบน พวกเขาไม่ได้แบน แต่ชนิดของโดมที่มีรูปร่างเพื่อให้การระบายน้ําที่เหมาะสม”Parcero-Oubiña กล่าวว่าจากนั้นก็มาถึงถนนลูกรังรองอื่น ๆ ที่ไม่ได้ปู พวกเขาเชื่อมต่อเมืองและเมืองเล็ก ๆ แทนที่จะเสนอเส้นทางไปยังกรุงโรม ดังนั้นถนนโรมันทั้งหมดนําไปสู่กรุงโรมหรือไม่? ไม่ แต่คนสําคัญมากมาย ที่ในที่สุดก็เดินทางไปที่นั่น หลักฐานของคําถามอาจมีข้อบกพร่องอยู่แล้ว Parcero-Oubiña กล่าวว่าเพราะคนส่วนใหญ่ไปโรมไม่ได้ใช้ถนน ”การเชื่อมต่อผ่านทะเลมีประโยชน์มากกว่าเพราะมันเร็วกว่าและถูกกว่า” “ถ้าคุณต้องการที่จะไปจากไอบีเรียตะวันตกไปยังกรุงโรม, ตัวอย่างเช่น, แล้วคุณอาจจะเอาเรือและไม่ได้ม้าและเกวียน.” เว็บตรง
