Ученые впервые изучили внутреннюю структуру квантового Вигнеровского кристалла

Европейские и японские физики впервые в истории проследили за изменением внутренней структуры Вигнеровского кристалла — квантовой формы материи, состоящей из особым образом упорядоченных электронов. Как сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу швейцарского Базельского университета, опыты открыли путь к управлению поведением и свойствами этих структур.

Вигнеровские кристаллы были предсказаны известным американо-венгерским физиком Юджином Вигнером. В 1934 году он обнаружил, что при определенных условиях облако из электронов, присутствующее в пустоте вакуума или внутри какой-то другой формы материи, может равномерно распределиться в пространстве и образовать структуру, которая похожа на классический кристалл.

Долгое время эти структуры оставались предметом умозрительных экспериментов. Создание их на практике стало возможно благодаря открытию в прошлом десятилетии большого числа двумерных материалов с необычными электронными характеристиками. Первые опыты подтвердили существование Вигнеровских кристаллов, однако изучить их структуру и изменение под внешним воздействием не удалось.

Для нового эксперимента ученые создали устройство, которое позволяет с помощью лазера изучить внутренние процессы в кристалле, возникающем внутри прослойки диселенида вольфрама, двумерного материала толщиной в один атом. Взаимодействия между частицами света и электронами приводят к формированию особых квазичастиц-поляронов в Вигнеровском кристалле.

Свойства и характер движения поляронов зависят от распределения и характера связей между электронами. Это позволяет использовать квазичастицы для наблюдений за изменением структуры, а также манипулировать магнитными свойствами и другими характеристиками при помощи особенных «закрученных» лазерных импульсов. Ученые считают, что способ поможет использовать Вигнеровские кристаллы в квантовых устройствах в ближайшем будущем.