تولید کریستال جامد از الکترون برای اولین بار

گروه علمی: محققان آلمانی برای اولین بار موفق به تولید کریستال جامد تنها با استفاده از الکترون‌ها شده‌اند. تلاش برای تحقق این هدف از دهه‌ها قبل در جریان بوده است. رفتار الکترون‌ها در مجموع شبیه به رفتار مایعات است و آنها در مواد مختلف جریان می‌یابند اما در سال ۱۹۳۴ فیزیکدانی به نام یوجین ویگنر پیش بینی کرد که گروهی از الکترون‌ها در شرایط خاص می‌توانند به شکل جامدات متبلور شوند و ماده‌ای را تشکیل دهند که اکنون به عنوان کریستال ویگنر شناخته می‌شود.

برای تحقق این هدف باید تعادل بین دو نیروی تأثیرگذار بر روی الکترون‌ها به طور دقیق ایجاد شود. این دو نیرو عبارتند از دافعه الکترواستاتیک و انرژی حرکتی آنها.انرژی حرکتی الکترون‌ها قدرت بیشتری دارد و باعث حرکت تصادفی و برخورد الکترون‌ها می‌شود. در صورت کاهش میزان این انرژی الکترون‌ها در قالب یک شبکه یکنواخت قفل می‌شوند.

بدین منظور باید چگالی الکترون‌ها کاهش یابد تا آنها محصور شوند. شرط این کار کاهش دمای الکترون‌ها در حد صفر مطلق است. تحقق همه این شرایط تا به امروز ناممکن بود و برای این کار از یک ورقه به ضخامت تنها یک اتم که از مولیبدن دیزلنید تشکیل شده، استفاده شد. این ورقه قادر به مهار شدت حرکت الکترون‌ها بوده است. برای کنترل تعداد الکترون‌ها نیز از دو الکترود از جنس گرافن استفاده شد و دمای کل این سیستم در حد صفر مطلق پایین آمد.