Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Zobrazowali niezwykły stan materii – kryształ Wignera

Recommended Posts

Przed dwoma miesiącami informowaliśmy, że po ponad 80 latach fizykom udało się stworzyć – zbudowany wyłącznie z elektronów – kryształ Wignera. Teraz inna grupa naukowa nie tylko uzyskała kryształ Wignera, ale go też zobrazowała. Możemy więc naocznie przekonać się, jak wygląda ten niezwykły stan materii. A wszystko dzięki pracy zespołu Feng Wanga z University of California w Berkeley.

Najpierw, żeby uzyskać kryształ, naukowcy zbudowali urządzenie zawierające atomowej grubości warstwy podobnych półprzewodników: disiarczku wolframu i diselenku wolframu. Następnie za pomocą pola elektrycznego sterowano gęstością elektronów swobodnie poruszających się pomiędzy obiema warstwami. Urządzenie zostało schłodzone do temperatury kilku stopni powyżej zera absolutnego. Dzięki temu i odpowiedniej konstrukcji urządzenia, uzyskano kryształ Wignera.

Następnie naukowcy wykorzystali skaningowy mikroskop tunelowy (STM) do jego zobrazowania. W STM przez igłę próbkującą materiał przepuszczany jest prąd. Mikroskop nie rejestruje fizycznego wyglądu próbki, ale tworzy jej obraz poprzez pomiar obsadzonych i nieobsadzonych stanów elektronowych.

Pierwsze próby zobrazowania kryształu były nieudane, gdyż prąd niszczył delikatny kryształ. Naukowcy dodali więc warstwę grafenu. Obecność kryształu Wignera pod grafenem nieco zmieniała strukturę elektronową samego grafenu, co mógł badać STM. Jak się spodziewano, kolejne elektrony w krysztale Wignera znajdują się niemal 100-krotnie dalej niż atomy w kryształach wykorzystanych do budowy warstw urządzenia.

Carmen Rubio Verdu z Columbia University mówi, że technika z wykorzystaniem grafenu będzie bardzo pomocna również przy badaniu innych materiałów za pomocą STM. To technika nieinwazyjna dla badanego materiału. To bardzo sprytny pomysł, stwierdza Kin Fai Mak, fizyk z Cornell University.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Interesujące. Podobieństwo kształtów do orbitali f przypadkowe?

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od wystrzelenia Voyagerów minęło ponad 40 lat, a sondy wciąż dokonują odkryć naukowych. Fizycy z University of Iowa poinformowali, że instrumenty na obu Voyagerach zarejestrowały elektrony przyspieszone przez fale uderzeniowe pochodzące z dużych rozbłysków na Słońcu. Elektrony przemieszczają się niemal z prędkością światła, około 670 razy szybciej niż fala uderzeniowa, która je przyspieszyła.
      Po nagłym przyspieszeniu elektronów zarejestrowano oscylacje fal plazmy wywołane elektronami o niskich energiach, które dotarły do czujników Voyagerów kilka dni po przyspieszonych elektronach. W końcu, miesiąc później, Voyagery zarejestrowały samą falę uderzeniową.
      Fale uderzeniowe pochodziły z koronalnych wyrzutów masy. Przemieszczają się one z prędkością około 1 600 000 km/h. Nawet tak szybko poruszająca się fala uderzeniowa potrzebuje znacznie ponad roku, by dotrzeć do Voyagerów.
      Zidentyfikowaliśmy elektrony, które zostały odbite i przyspieszone przez międzygwiezdne fale uderzeniowe rozprzestrzeniające się na zewnątrz od wysoce energetycznego wydarzenia na Słońcu. To nowy mechanizm, mówi współautor badań, emerytowany profesor Don Gurnett.
      Dzięki temu odkryciu fizycy lepiej będą mogli zrozumieć zależność fal uderzeniowych i promieniowania kosmicznego pochodzącego z rozbłysków słonecznych czy eksplodujących gwiazd. Jest to ważne np. z punktu planowania długotrwałych misji załogowych, podczas których astronauci będą narażeni na znacznie wyższe dawki promieniowania niż to, czego doświadczamy na Ziemi.
      Fizycy sądzą, że te nagle przyspieszone elektrony w medium międzygwiezdnym są odbijane od wzmocnionych linii pola magnetycznego na krawędzi fali uderzeniowej i przyspieszane przez ruch tej fali. Odbite elektrony poruszają się po spirali wzdłuż międzygwiezdnych linii pola magnetycznego, przyspieszając w miarę oddalania się od czoła fali uderzeniowej.
      Sam pogląd, że fale uderzeniowe przyspieszają cząstki nie jest niczym nowym. Zasadniczą sprawą jest tutaj mechanizm oddziaływania. My odkryliśmy go w zupełnie nowym środowisku – przestrzeni międzygwiezdnej – które jest całkowicie różne od wiatru słonecznego, gdzie takie procesy były już obserwowane, dodaje Gurnett.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...