Los físicos han conseguido por fin suprimir la energía cinética de los electrones para crear un cristal de Wigner

Físico estudiando los átomos.
YakobchukOlena

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  • Físicos de la Universidad de Cornell han conseguido reducir la densidad de los electrones para mantenerlos en un patrón repetitivo que permita crear un cristal de electrones llamado cristal de Wigner.
  • Para ello superpusieron disulfuro y diselenuro de tungsteno para formar una especie de superrejilla  muaré dispuesta en un patrón hexagonal capaz de eliminar la energía cinética de los electrones y así formar cristal.
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Si eres un apasionado de la física te interesará saber que una nueva investigación publicada en la revista Nature ha conseguido que los electrones dejen atrás su lado rebelde y se queden quietos de una vez por todas.

El objetivo era reducir su densidad para que así pudiesen mantenerse en un patrón repetitivo para crear un cristal de electrones llamado cristal de Wigner.

"Los electrones son mecánicos cuánticos. Incluso si no les haces nada, se mueven espontáneamente todo el tiempo", explica el físico y autor principal de la investigación Kin Fai Mak de la Universidad de Cornell.

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Para ello, investigadores de la Universidad de Cornell apilaron semiconductores bidimensionales, dando como resultado una superrejilla muaré capaz de atrapar los electrones.

La idea de un cristal de electrones fue propuesta por el físico teórico Eugene Wigner en 1934, cuando observó que las repulsiones de Coulomb de los electrones de carga negativa que controlaban su movimiento podían formar un cristal. 

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Wigner necesitaba que los electrones estuvieran quietos para que pudiesen organizarse en forma de red en una estructura de rejilla tridimensional fija para poder formar un cristal sólido.

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Sin embargo, la práctica es mucho más complicada que la teoría. Científicos del MIT crearon una especie de trampa de grafeno, la superrejilla muaré

Esta estructura consiste 2 cuadrículas bidimensionales superpuestas ligeramente giradas con la intención de eliminar la energía cinética, pero la cristalización completa se les seguía escapando.

"Un cristal de electrones en realidad tendría la tendencia a derretirse porque es muy difícil mantener los electrones fijos en un patrón periódico", explica Kin Fai Mak.

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Los investigadores de Cornell solucionaron este problema con disulfuro de tungsteno (WS2) y diselenuro de tungsteno (WSe2), que al superponerse forman un patrón hexagonal permitiendo más control de los electrones.

Sin embargo, se encontraron con que el verdadero desafío de los cristales de Wigner era observarlos, comprobar que sus predicciones eran correctas.

Para poder sondear la muestra tuvieron que usar un sensor óptico a solo un nanómetro de ella, separado por una capa de nitruro de boro.

"Nuestro estudio sienta las bases del uso de superredes muaré para simular una gran cantidad de problemas cuánticos de muchos cuerpos", explican los físicos en su artículo.

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