Физики впервые сняли молекулярный «электронный лед»
Ученые долго не могли получить изображения молекулярного электронного льда, потому что используемые методики разрушали объект исследования. Та же группа, что доказала существование электронного кристалла, придумала способ модифицировать сканирующий электронный микроскоп и получила первые изображения молекулы Вигнера.
Электроны обычно движутся сквозь материалы так быстро, что не образуют ни с чем связей. В 1930-х годах физик Юджин Вигнер (Eugene Wigner) предсказал, что электроны могут быть приведены в неподвижное состояние при низкой плотности и температурах, образуя «электронный лед», он же — Вигнеровский кристалл.
В 2021 году в Беркли (США) исследовательские группы под руководством Фэна Ванга (Feng Wang) и Майкла Кромми (Michael Crommie) доказали существование таких электронных кристаллов. Теперь те же ученые получили изображения новой квантовой фазы твердого электронного тела — молекулярного Вигнеровского кристалла. Результаты научной работы опубликованы в журнале Science.
Обычные Вигнеровские кристаллы образуют соты с упорядоченным расположением электронов. В молекулярных Вигнеровских кристаллах создаются высокоупорядоченные структуры из искусственных «молекул», каждая из которых состоит из двух или более электронов.
Долгие годы ученые пытались получить прямые изображения молекулярного Вигнеровского кристалла. Это оказалось сложной задачей, потому что молекулярный электронный лед разрушался при попытке его запечатлеть. Наконечник сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), с помощью которого можно получить нужные изображения, разрушал электронную конфигурацию материала.
В новом исследовании ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли решили эту проблему. Они разработали метод, сводящий к минимуму электрическое поле, создаваемое наконечником СТМ. С помощью этой модификации исследователи смогли снять деликатную электронную структуру молекулярного Вигнеровского кристалла.
Для экспериментов ученые разработали наноматериал под названием «скрученная дисульфид-вольфрамовая (tWS2) сверхрешетка муарового типа». Сперва они создали двухслойный дисульфид вольфрама (WS2) со слоями, уложенными друг на друга с углом поворота 58 градусов. Затем их положили на гексагональный нитрид бора (hBN) толщиной 49 нанометров и графитовый затвор.
Применив свою СТМ-технику, физики обнаружили, что легирование сверхрешетки tWS2 электронами заполняет каждую ячейку шириной 10 нанометров всего двумя или тремя электронами. В результате эти заполненные ячейки сформировали массив электронных молекул муарового типа по всей сверхрешетке, что привело к образованию молекулярного Вигнеровского кристалла.
«Низкие температуры вместе с энергетическим потенциалом, созданным сверхрешеткой tWS2, локально удерживают электроны», — объяснил Ванг.
В дальнейшем Ванг, Кромми и их команда планируют применить свою технику СТМ для более глубокого изучения этой новой квантовой фазы и поиска возможных применений, которые она может открыть.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Китайские и британские палеонтологи обнаружили древнейший эволюционный прообраз челюстей современных пауков и скорпионов. Просканировав окаменелость животного Urokodia aequalis возрастом 518 миллионов лет, ученые выявили самую раннюю известную науке переходную форму хелицер. Трехмерная модель впервые наглядно показала, как именно возникло главное оружие паукообразных: несколько суставов длинных хватательных конечностей, характерных для кембрийских хищников, срослись воедино и образовали новый ротовой аппарат.
Ограбление на лесной дороге с потерей породистого коня, отчаянная мольба прислать лошадь в зону боевых действий и хитрый план купца нажиться на непролазной весенней грязи — это не завязка приключенческого романа, а реальные дорожные будни жителей средневекового Новгорода. За кулисы дорожной повседневности XII–XV веков заглянули в Новгородском университете. Исследование опирается на уникальный источник — берестяные грамоты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии