Физики впервые исследовали внутреннюю структуру квантового Вигнеровского кристалла

Европейские и японские физики впервые смогли проследить изменения внутренней структуры Вигнеровского кристалла, уникальной квантовой формы материи, состоящей из упорядоченных электронов. Эти эксперименты открывают новые возможности для управления свойствами квантовых структур, сообщает пресс-служба Базельского университета. Об этом пишет ТАСС.

Как отметил Фабиан Пихлер, научный сотрудник Мюнхенского технического университета, взаимодействия между светом и квантовыми кристаллами помогают не только понять распределение электронов, но и раскрыть их квантовую динамику. Это связывает экспериментальные данные с теоретическими моделями физики многих тел.

Вигнеровские кристаллы, предсказанные Юджином Вигнером в 1934 году, представляют собой экзотическую квантовую форму материи, где облако электронов может равномерно распределяться и формировать структуру, аналогичную классическому кристаллу.

Долгое время эти кристаллы оставались теоретической концепцией, однако недавние открытия двумерных материалов с необычными электронными свойствами позволили ученым создавать такие структуры на практике. Первые эксперименты подтвердили существование Вигнеровских кристаллов, но не дали возможности изучить их структуру под воздействием внешних сил.

Для решения этой задачи Пихлер и его команда разработали устройство, использующее лазер для изучения внутренних процессов в Вигнеровском кристалле, который образуется в диселениде вольфрама, двумерном материале толщиной в один атом. Это стало возможным благодаря взаимодействию света и электронов, что приводит к образованию квазичастиц-поляронов.

Характер и движение поляронов зависят от распределения электронов, что позволяет наблюдать изменения в структуре Вигнеровского кристалла при различных внешних воздействиях. Это также открывает возможности для манипуляции магнитными свойствами и другими физическими характеристиками этих кристаллов с помощью лазерных импульсов, что может привести к использованию этих структур в квантовых устройствах в будущем.