Vědci neočekávaně pro každého objevili nový způsob manipulace s elektrickým nábojem. Studie byla pojmenována „nová fáze hmoty“. Účinek objevil vědec Swastik Kar, docent fyziky na Northeastern University (USA).
„To je limit naší představivosti! Objev by mohl změnit způsob detekce a přenosu signálů. Kromě toho může změnit způsob, jakým vnímáme věci, ukládat informace a možnosti, o kterých jsme možná ani nemysleli. “
Faktem je, že schopnost pohybovat, manipulovat a ukládat elektrony je klíčem k drtivé většině moderních technologií. V novém článku publikovaném v edici Nanoscale vědci popsali způsob, jak přimět elektrony, aby udělaly něco zcela nového – aby se rovnoměrně distribuovaly ve stacionárním krystalovém vzoru.
“Rád bych řekl, že je to skoro jako nová fáze hmoty.” Je to zcela elektronické.
Fenomén začal, když vědci experimentovali s krystalickými materiály tlustými jen několik atomů, známými jako dvourozměrné materiály.
Takové materiály jsou postaveny v opakujícím se vzoru atomů, takže jejich tenké elektrony se mohou pohybovat pouze ve dvou rozměrech. Skládání těchto ultratenkých materiálů může vytvářet podivné efekty, protože vrstvy interagují na kvantové úrovni.
Tým profesora Kara studoval dva takové dvourozměrné materiály: selenid bismutu a dichalkogenid přechodného kovu, naskládané na sebe jako listy papíru. V důsledku experimentů objevili něco opravdu zvláštního.
Elektrony se musí navzájem odpuzovat, protože jsou negativně nabité a vzdalují se od ostatních negativně nabitých věcí. To však elektrony v těchto vrstvách nedělaly, místo toho vytvořily stacionární třetí strukturu.
„V určitých úhlech se zdá, že tyto materiály tvoří způsob, jak sdílet své elektrony, což nakonec v pravidelných intervalech tvoří tuto geometrickou mříž. Získáme dokonale opakovatelné pole svazků čistých elektronů, které leží mezi dvěma vrstvami. “
Tým původně předpokládal, že výsledkem byla chyba. Krystalové struktury dvourozměrných materiálů jsou příliš malé na to, aby je bylo možné takto pozorovat, takže fyzici používají speciální mikroskopy, které místo světla vyzařují paprsky elektronů. Když elektrony procházejí materiálem, interferují navzájem a vytvářejí vzor.
Pomocí složité matematiky a tohoto specifického vzoru se vědci pokusili znovu vytvořit tvar dvourozměrného materiálu. Když výsledný vzor odhalil třetí vrstvu, která se nemohla objevit v žádné z dalších dvou, výzkumník předpokládal, že se něco pokazilo během vytváření materiálu nebo během měření.
Navzdory skutečnosti, že podobné jevy byly pozorovány dříve, bylo to pouze při extrémně nízkých teplotách, zatímco pozorování vědců byla při pokojové teplotě. Ale po opakovaném testování a experimentech doktoranda Zacharia Hennigausena zůstaly výsledky stejné.
Ve dvojrozměrných materiálech se tak objevil nový obraz nabitých míst ve formě mřížky. A tento obrázek se změnil s ohledem na orientaci výše uvedených vrstev. Arun Bansil, významný profesor fyziky na Northeastern University, věří, že tento jev je způsoben skutečností, že elektrony v materiálu neustále poskakují:
„Je to proto, že jsou přitahovány kladně nabitými atomovými jádry a odpuzovány dalšími záporně nabitými elektrony. Ale v tomto případě je něco ve způsobu, jakým jsou tyto náboje uspořádány – je to kombinace elektronů v určitém vzoru.
Vytvářejí tyto oblasti, kde jsou, pokud chcete, nějaké „příkopy v potenciální krajině“, což je dost na to, aby tyto elektrony vytvořily tyto svazky nábojů. Jediným důvodem, proč se elektrony stávají shluky, je to, že je tam potenciální díra. “
