Inaspettatamente per tutti, gli scienziati hanno scoperto un nuovo modo per manipolare la carica elettrica. Lo studio è stato denominato “nuova fase della materia”. L'effetto è stato scoperto dallo scienziato Swastik Kar, assistente professore di fisica alla Northeastern University (USA).
'Questo è il limite della nostra immaginazione! La scoperta potrebbe cambiare il modo in cui i segnali vengono rilevati e trasmessi. Inoltre, può cambiare il modo in cui percepiamo le cose, archiviare informazioni e possibilità a cui forse non avremmo nemmeno pensato “.
Il punto è che la capacità di spostare, manipolare e immagazzinare elettroni è la chiave per la stragrande maggioranza della tecnologia moderna. In un nuovo articolo, pubblicato nell'edizione Nanoscale, i ricercatori hanno descritto un modo per indurre gli elettroni a fare qualcosa di completamente nuovo – per distribuirsi uniformemente in uno schema cristallino stazionario.
'Vorrei dire che questa è quasi come una nuova fase della materia. È completamente elettronico.
Il fenomeno è iniziato quando i ricercatori hanno sperimentato materiali cristallini con uno spessore di pochi atomi, noti come materiali bidimensionali.
Tali materiali sono costruiti in uno schema ripetitivo di atomi, quindi i loro elettroni sottili possono muoversi solo in due dimensioni. L'impilamento di questi materiali ultrasottili può creare strani effetti perché gli strati interagiscono a livello quantistico.
Il team del professor Kar ha studiato due di questi materiali bidimensionali: il seleniuro di bismuto e il dichalcogenide di metallo di transizione, impilati uno sopra l'altro come fogli di carta. Come risultato degli esperimenti, hanno scoperto qualcosa di veramente strano.
Gli elettroni devono respingersi a vicenda perché sono caricati negativamente e si allontanano da altre cose caricate negativamente. Tuttavia, questo non è ciò che stavano facendo gli elettroni in questi strati, formavano invece una terza struttura stazionaria.
“A certi angoli, questi materiali sembrano formare un modo per condividere i loro elettroni, che alla fine forma questo reticolo geometrico a intervalli regolari. Otteniamo una matrice perfettamente ripetibile di mazzi di elettroni puri che si trovano tra due strati. '
La squadra inizialmente pensava che il risultato fosse un errore. Le strutture cristalline dei materiali bidimensionali sono troppo piccole per essere osservate in questo modo, quindi i fisici usano microscopi speciali che emettono fasci di elettroni invece di luce. Quando gli elettroni passano attraverso un materiale, interferiscono tra loro e creano uno schema.
Utilizzando una matematica complessa e questo modello specifico, gli scienziati hanno cercato di ricreare la forma di un materiale bidimensionale. Quando il modello risultante ha rivelato un terzo strato che non poteva apparire in nessuno degli altri due, il ricercatore ha suggerito che qualcosa è andato storto durante la creazione del materiale o durante la misurazione.
Nonostante il fatto che fenomeni simili siano stati osservati in precedenza, questo era solo a temperature estremamente basse, mentre le osservazioni dei ricercatori erano a temperatura ambiente. Ma dopo ripetuti test ed esperimenti condotti dalla studentessa di dottorato Zacharia Hennigausen, i risultati sono rimasti gli stessi.
Pertanto, una nuova immagine di punti carichi sotto forma di reticolo è apparsa in materiali bidimensionali. E questa immagine è cambiata tenendo conto dell'orientamento degli strati sopra. Arun Bansil, illustre professore di fisica presso la Northeastern University, ritiene che questo fenomeno sia causato dal fatto che gli elettroni nel materiale rimbalzano costantemente:
Questo perché sono attratti dai nuclei caricati positivamente degli atomi e respinti da altri elettroni caricati negativamente. Ma in questo caso, c'è qualcosa nel modo in cui queste cariche sono organizzate: è la combinazione di elettroni in un certo schema.
Creano queste regioni dove ci sono, se vuoi, una sorta di “fossati nel paesaggio potenziale”, che sono sufficienti per fare in modo che questi elettroni creino questi grappoli di carica. L'unico motivo per cui gli elettroni diventano grumi è perché c'è un potenziale buco lì dentro ”.
