szerző:
hvg.hu

Wigner Jenő egy nyolcvanéves jóslatát sikerült igazolniuk magyar és izraeli kutatóknak – közölte a Magyar Tudományos Akadémia (MTA). A Nobel-díjas fizikus által megjósolt különleges kvantumkristályt egy szén nanocsőben figyelték meg.

A kvantum- és nanotechnológia területén jelent lényeges előrelépést az a felfedezés, amelyet az MTA-BME Lendület Egzotikus Kvantumfázisok Kutatócsoport és az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontjának erősen korrelált rendszerekkel foglalkozó kutatói az izraeli Weizmann Intézet csapatával közösen publikáltak a Science folyóiratban, Wigner Jenő közel 85 éve tett jóslatát igazolva. Eszerint az elektronok képesek szabályos kvantumkristályt alkotni, ha a közöttük lévő Coulomb-kölcsönhatás elegendően erős. A kutatóknak ezt az úgynevezett Wigner-kristályt sikerült megfigyelniük egy szén nanocsőben kísérletek és részletes numerikus szimulációk ötvözésével.

Híg elektrongázokban megnő a Coulomb-kölcsönhatás szerepe, az elektronoknak hatalmas energiába kerül ugyanis, ha két részecske egy helyen tartózkodik.

Wigner Jenő erre felfigyelve azt jósolta, hogy ezt elkerülendő az elektronok abszolút 0 fokos hőmérsékleten kristályba rendeződnek.

Habár az elmúlt majd egy évszázadban óriási verseny folyt annak érdekében, hogy nagy tisztaságú anyagokban vagy azok felületén megvalósítható legyen az anyag e törékeny kvantummechanikai állapota, mind ez idáig csak a magas hőmérsékleten kialakuló ún. klasszikus Wigner-kristály létezését tudták meggyőzően kísérletileg bizonyítani – emlékeztet közleményében az MTA. Az intézmény szerint a mostani felfedezés az első, ahol közvetlenül sikerült megfigyelni az alacsony hőmérsékleten kialakuló kvantumkristály töltésmintázatát.

A felfedezés egy új kísérleti módszeren alapul: a kialakuló kristály rendkívül „törékeny”, ezért az izraeli kutatók egyetlen elektron töltését használták „puha” érzékelőként, és azzal tapogatták le a nanocsőben kialakuló kristály térbeli szerkezetét.

A kísérleti mérésben (bal panel) és a DMRG numerikus szimulációban (jobb panel) megjelenő öt csúcs az első öt elektron kvantumkristálybeli helyét mutatja.
©

Annak eldöntése, hogy a kialakult kvantummechanikai állapot milyen kölcsönhatások eredményeként jött létre, elméleti számítások és numerikus szimulációk elvégzését igényelte. Ezeket a kísérleti eredmények értelmezéséhez szükséges kvantumelméleti számításokat a BME és az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói végezték, a legmodernebb kvantumkémiai módszereket alkalmazva a szén nanocső leírására. „Az elvégzett ún. DMRG-számítások már önmagukban is nagy áttörést jelentenek a területen. Számos olyan új algoritmikus megoldást fejlesztettünk ki, mely nélkül a számításokat nem lehetett volna elvégezni” – mondta Legeza Örs, az MTA-kutatócsoport vezetője.

Az elméleti számítások révén meghatározott elektron-kristályszerkezet struktúrája nem várt pontossággal mutatott egyezést a mérési eredményekkel, ezzel igazolva, hogy az új kvantumos fázis valóban a Wigner Jenő által megjósolt kvantumkristály.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos eredményeket is bemutató Facebook-oldalát.

Állj mellénk!

Tegyünk közösen azért, hogy a propaganda mellett továbbra is megjelenjenek a tények!

Ha neked is fontos a minőségi újságírás, kérjük, hogy támogasd a munkánkat.

Állj mellénk!

Tegyünk közösen azért, hogy a propaganda mellett továbbra is megjelenjenek a tények!

Ha neked is fontos a minőségi újságírás, kérjük, hogy támogasd a munkánkat.
Kilenc év után eltűnt a budapesti Belváros ikonikus tűzfalfestménye

Kilenc év után eltűnt a budapesti Belváros ikonikus tűzfalfestménye

Tom Cruise megint vadászgépre száll: itt az új Top Gun magyar előzetese

Tom Cruise megint vadászgépre száll: itt az új Top Gun magyar előzetese

Csalódni fog, ha azt hiszi, a mélygarázsok oldják meg a belvárosi parkolóhelykáoszt

Csalódni fog, ha azt hiszi, a mélygarázsok oldják meg a belvárosi parkolóhelykáoszt

Nem cáfolta a külügy, hogy Orbán a civil szervezetek ellen lobbizott Trumpnál

Nem cáfolta a külügy, hogy Orbán a civil szervezetek ellen lobbizott Trumpnál

Földrengés rázta meg Athén környékét

Földrengés rázta meg Athén környékét

Elaludhatott a sofőr, kamionnak ütközött egy gyerekeket is szállító mikrobusz az M5-ösön

Elaludhatott a sofőr, kamionnak ütközött egy gyerekeket is szállító mikrobusz az M5-ösön