Vedcom sa podarilo vytvoriť jedinečnú pascu na elektróny, v ktorej sa im ich podarilo uväzniť do podoby trojrozmerného kryštálu. Ako totiž vysvetľuje Interesting Engineering, v minulosti sa pokúsili o čosi podobné, avšak len vo dvoch rozmeroch, čo sa nepodarilo a rozhodli sa prijať aj tretí rozmer. Výsledok prekvapil.

Jednotný elektrónový kryštál

V tlačovej správe pre Eurekalert vedci zodpovední za novú štúdiu vysvetľujú, že sa elektróny bežne chovajú chaoticky a v priestore pri svojom pohybe nemajú vplyv na iné elektróny. Ak sa však podarí tieto častice materiálu uväzniť na jednu hromadu, dokážu sa usadiť v spoločnom energetickom stave a začnú vykazovať kvantové vlastnosti.

Fyzici očakávajú, že v takomto zvláštnom, čiastočne kvantovom stave môžu elektróny začať vykazovať aj exotické vlastnosti, ako je napríklad neustále utekajúca supravodivosť. Tú sa ľudstvu darí dosahovať len s materiálmi, ktoré potrebujú extrémne náročné chladenie a nie je preto užitočná v bežnej praxi. Elektróny zostavené v trojrozmernom kryštáli môžu vykazovať aj netradičné formy magnetizmu.

NICOLLE RAGER FULLER, NSF

Míľnik vedcov z Massachusettského inštitútu technológií je vôbec prvým svojho druhu, keďže sa vedcom doteraz nikdy nepodarilo uväzniť elektróny v trojrozmernej kryštálovej mriežke. Vedci dodávajú, že takéto materiály môžu byť v budúcnosti použité práve v extrémne efektívnych energetických sieťach či v kvantových počítačoch. Primárne však pomôžu pri výskume vzácnych stavov, ktoré elektróny vykazujú.

Dvojrozmerné pasce nestačili

V minulosti sa už vedcom podarilo uväzniť elektróny v dvojrozmerných pasciach, avšak ukázalo sa, že z nich dokážu pomerne ľahko uniknúť práve tratím rozmerom. Na základe predošlého výskumu však očakávali, že môže pomôcť trojrozmerná mriežka so špecifickým vzorcom rozmiestnenia častíc.

Za účelom otestovania tejto hypotézy v laboratóriu umelo vytvorili nesmierne čistý kryštál pyrochlóru. Pomocou extrémne presných zariadení následne v tomto materiáli manipulovali elektróny, čo viedlo k ich uväzneniu v spoločnom energetickom stave. Experiment následne opakovali s iným kryštálom, kde elektróny takisto uväznili do rovnakého rozmiestnenia a aj v tomto prípade sa dopracovali k rovnakému výsledku.