Фізики вперше вивчили рух електронів у кристалі Вігнера

Вже не просто теорія сторічної давності. Фізики за допомогою світла дослідили рух електронів у кристалі Вігнера

Як повідомляє НВ — Техно: Час публікації: 12 серпня, 19:30

Дослідники з Базельського університету (Швейцарія) та Технічного університету Мюнхена (Німеччина) розробили новий метод вивчення внутрішньої динаміки електронів у кристалі Вігнера. Цей кристал, теоретично висунутий фізиком Юджином Вігнером у 1934 році, є твердою фазою, де електрони за низької щільності утворюють впорядковану решітку. Дослідження проводилося під керівництвом доцента Томаша Смоленського.

Метод дослідження

У рамках експерименту науковці охолодили один шар диселеніду вольфраму до температури, що трохи перевищує абсолютний нуль (мінус 273,15 градуса Цельсія). Зразок був висвітлений лазерним променем, що генерувало екситони. При взаємодії екситонів з упорядкованими електронами утворювалися гібридні квазичастинки - полярони. Це дозволило експериментаторам вивчити, як оптичні характеристики системи залежать від сили міжелектронної взаємодії.

Експеримент довів, що отримані сигнали несуть інформацію про просторове розташування частинок та їхню квантову динаміку. Результати досліджень були опубліковані у часописі Nature Physics з DOI 10.1038/s41567-026-03395-0. Зображення кристала Вігнера, отримане за допомогою сканувального тунельного мікроскопа високої роздільної здатності, стало наочним підтвердженням дослідження (Фото: Алі Яздані/Прінстонський університет).

Це дослідження є важливим кроком у розвитку квантової фізики та матеріалознавства, оскільки дозволяє краще зрозуміти взаємодії електронів у нових матеріалах. Розуміння цих процесів може відкрити нові можливості для створення інноваційних технологій, таких як квантові комп'ютери та нові види електроніки. Оскільки теорія кристала Вігнера існує вже кілька десятиліть, успішне експериментальне підтвердження його властивостей надає нові перспективи для подальших досліджень у цій галузі.

Ці досягнення у вивченні електронних взаємодій в кристалах відкривають нові горизонти для досліджень у фізиці. Наприклад, нещодавно вчені змогли зняти на відео швидкий рух електронів під час хімічної реакції, що ще більше підкреслює важливість розуміння електронних процесів у різних матеріалах.