دانشمندان برای نخستین بار یخ الکترونی را مشاهده کردند

دانشمندان برای اولین بار موفق به مشاهده‌ی مستقیم بلور ویگنر، یا همان یخ الکترونی، شده‌اند. این کشف جدید درک ما از رفتار الکترون‌ها را متحول کرده و می‌تواند کاربردهای فراوانی در فناوری‌های کوانتومی آینده داشته باشد.

به گزارش دپارتمان اخبار علمی رسانه فناوری تکنا، الکترون‌ها معمولاً به عنوان ذراتی پرانرژی و در حال حرکت مداوم شناخته می‌شوند. اما هنگامی که این ذرات بسیار سرد شوند، رفتار آن‌ها تغییر کرده و به صورت مرتب در یک ساختار شبکه‌ای قرار می‌گیرند. این ساختار منظم که شبیه به یک بلور است، بلور ویگنر نام دارد.

بلور ویگنر به دلیل خواص منحصر به فردش، برای دانشمندان بسیار جذاب است. این ساختار به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به طور مستقیم اثرات مکانیک کوانتومی و نیروهای الکترواستاتیک را بر روی الکترون‌ها مطالعه کنند. همچنین، انتظار می‌رود که بلورهای ویگنر خواص الکترونیکی و مغناطیسی جدیدی از خود نشان دهند که می‌تواند در توسعه‌ی فناوری‌های کوانتومی مانند کامپیوترهای کوانتومی و حسگرهای بسیار حساس کاربرد داشته باشد.

برای مشاهده‌ی مستقیم بلور ویگنر، دانشمندان از میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی (STM) استفاده کردند. این ابزار قدرتمند به دانشمندان اجازه می‌دهد تا سطح مواد را با دقت بسیار بالا بررسی کنند و حتی اتم‌های منفرد را مشاهده کنند. با استفاده از STM، دانشمندان توانستند میدان الکتریکی نوک میکروسکوپ را به دقت کنترل کرده و از این طریق، بدون ایجاد اختلال در ساختار بلور، آن را مشاهده کنند.

دانشمندان برای ایجاد بلور ویگنر، از یک ماده‌ی خاص به نام ابرشبکه پیچ‌خورده دی‌سولفید تنگستن استفاده کردند. این ماده به دلیل ساختار خاص خود، شرایط مناسبی را برای تشکیل بلور ویگنر فراهم می‌کند. این کشف جدید، راه را برای تحقیقات بیشتر در زمینه فیزیک ماده چگال و فناوری‌های کوانتومی هموار کرده است. دانشمندان امیدوارند که با مطالعه‌ی دقیق‌تر بلورهای ویگنر، بتوانند به درک عمیق‌تری از رفتار الکترون‌ها در شرایط مختلف دست پیدا کنند و از این دانش برای توسعه‌ی فناوری‌های جدید استفاده کنند.

برای مشاهده تازه ترین خبرها به صفحه اخبار علمی رسانه تکنا مراجعه کنید.