Fizikçi Eugene Wigner, düşük yoğunluk ve soğukta elektronların hareketsizleşerek ‘Wigner kristali’ oluşturabileceğini öngörmüştü; bu yapı ilk kez gözlemlendi.
Eugene Wigner’ın 90 yıl önceki öngörüsünün ardından, 2021’de Berkeley Laboratuvarı ve UC Berkeley’den Feng Wang ile Michael Crommie’nin liderliğindeki bir ekip, Wigner kristallerinin varlığını kanıtlamayı başarmıştı. Şimdi ise Wang ve Crommie’nin öncülüğündeki bilim insanları, elektronların yeni bir kuantum fazı olan Wigner moleküler kristalini görüntülemeyi başardı.
Wigner kristalleri, elektronların bal peteği şeklinde dizildiği bir yapıya sahipken, Wigner moleküler kristali, iki ya da daha fazla elektronun oluşturduğu yapay “moleküllerin” yüksek düzende sıralandığı daha karmaşık bir yapıyı tanımlıyor. Feng Wang, bu yeni kuantum fazını doğrudan gözlemlemenin beklenmedik ve heyecan verici bir gelişme olduğunu vurguluyor.
Yıllardır bilim insanları, Wigner moleküler kristallerinin doğrudan görüntüsünü elde etmeye çalıştı ancak taramalı tünelleme mikroskobunun (STM) elektronik yapı üzerindeki bozucu etkisi nedeniyle başarılı olamamışlardı. Ancak Berkeley Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, STM ucunun elektrik alanını minimuma indirerek Wigner moleküler kristalinin hassas elektronik yapısını görüntülemeyi başardılar.
Araştırmacılar, gelecekteki deneylerde bu yeni STM tekniğini kullanarak Wigner moleküler kristallerinin kuantum fazını daha ayrıntılı incelemeyi ve potansiyel uygulamaları keşfetmeyi hedeflediklerini belirttiler. Bu çalışmalar, gelecekteki kuantum hesaplama uygulamalarını hızlandırma potansiyeline sahip olabilir.