Американские ученые из Принстонского университета подтвердили теорию нобелевского лауреата по физике Юджина Вигнера, который 90 лет назад предсказал существование особого типа материи, не содержащей атомов. Эта форма материи состоит из электронов, притянутых своим собственным отталкивающим взаимодействием. Опубликованное в научном журнале Nature исследование приводит доказательства этой теории.
В своей статье 1934 года Вигнер предположил, что при экстремально низких температурах отталкивание между электронами приведет к тому, что их потенциальная энергия заставит частицы остановиться и образовать кристаллоподобные решетки. Происходящие события не будут соответствовать классической физике, а будут соответствовать квантовой механике, где связанные электроны будут вести себя как волны, а не как дискретные частицы. Эту концепцию назвали кристаллом Вигнера, и до совсем недавнего времени такое вещество считалось лишь гипотетическим.
Группе ученых из Принстона удалось получить электронный вигнеровский кристалл в очищенном графене, используя магнитные поля. Для этого потребовалось охладить материал до температуры немного выше абсолютного нуля. При определенной плотности ученым удалось достичь состояния, при котором электроны действительно образовали кристаллическую решетку, не давая себе возможности разлететься.
Также ученым удалось зафиксировать квантовый кристалл с помощью туннельной микроскопии, позволяющей исследовать материалы на атомарном уровне.