Gli elettroni sono noti per muoversi velocemente senza mai fare una pausa, ma quando formano un cristallo di Wigner, diventano fermi e stabili. Una volta raffreddati, l’energia degli elettroni si riduce e si dispongono in una struttura stabile simile a una griglia a causa della loro reciproca repulsione. Questa formazione unica di elettroni è chiamata cristallo di Wigner (chiamato anche ghiaccio di elettroni). Tale cristallo ha un ruolo fondamentale nella fisica quantistica in quanto rivela come le particelle cariche, come gli elettroni, possano formare modelli ordinati.
Inoltre, aiuta i ricercatori a esplorare insieme gli effetti della meccanica quantistica e delle forze elettrostatiche. I cristalli molecolari di Wigner sono importanti in quanto vantano determinate proprietà di trasporto che potrebbero essere utili per le future tecnologie quantistiche come le simulazioni quantistiche: è quanto messo in evidenza dai ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory.
Prima immagine di cristalli molecolari di elettroni
Per la prima volta, i ricercatori hanno catturato immagini dirette del cristallo molecolare di Wigner utilizzando la microscopia a scansione a effetto tunnel: si tratta di una tecnica di imaging che produce immagini ad alta risoluzione di materiali su scala atomica. Si tratta di una nuova ed inaspettata fase quantistica: la microscopia a scansione a effetto tunnel funziona portando una punta metallica molto affilata molto vicino alla superficie oggetto di studio.
Quando la punta è abbastanza vicina, una minuscola corrente elettrica può scavare un tunnel tra la punta e la superficie. Spostando la punta sulla superficie e misurando questa corrente, la microscopia a scansione ad effetti tunnel crea una mappa dettagliata della struttura atomica della superficie. Ciò consente agli scienziati di vedere le cose su scala atomica e di comprendere in profondità le proprietà dei materiali.
