Elektronlar tartibsizlik qilganda

Fiziklar kvant materiallar ichida elektronlarning o'zaro joylashuvini real vaqtda kuzatib, butunlay yangi kashfiyotga erishdilar. Bu bizning eski tushunchalarimizni teskari buradi.

Suv muzlaganda tekis qatlam hosil qiladi. Elektronlar esa shunday emas. Ular juda past haroratlarda "zaryad zichligi to'lqinlari" deb atalgan naqshlar hosil qiladi – elektronlar ma'lum tartibda to'planadi. Bu naqshlarni o'nlab yillar bilamiz, ammo ularning qanday paydo bo'lishi va yo'qolishini hech kim ko'rmagan edi. Endi ko'rdik.

Eng kuchli yaqinlashuv

Janubiy Koreyaning KAIST universiteti olimlari noyob mikroskop yordamida buni amalga oshirdilar. Bu oddiy elektron mikroskopdan ham kuchliroq – suyuq geliy bilan sovutilgan 4D skanerlash mikroskopi. Harorati kosmosdan ham past.

Ular bir inson sochining yuz ming qismigacha kichik narsalarni ko'rdilar. Bu nuqtadan millionlab shunday narsa sig'adi.

Natija? To'liq tartibsizlik.

Kutilmagan burilish

Elektron naqshlari material bo'ylab bir tekis tarqalmadi. Deraza oynasidagi shudringdek emas. Ba'zi joylarda aniq naqshlar paydo bo'ldi, yonida esa hech narsa yo'q. Ko'l muzlagandek – bir joyda muz, boshqasida suv.

Bu noaniqliklar kristallning mikroskopik nuqsonalaridan kelib chiqdi. Oddiy usullar bilan ko'rinmaydigan kuchlanishlar naqshlarni butunlay buzdi.

Arvoh naqshlar

Eng g'alati tomoni: naqshlar yo'q bo'lishi kerak bo'lgan haroratdan yuqorida ham kichik joylarda saqlanib qoldi. Bu katta hududlar emas – tartibsizlik orasida suzib yurgan kichik orollar.

Bu kvant materiallarning fazaviy o'tishlarini butunlay o'zgartiradi. Naqshlar chiroq o'chirgandek birdaniga yo'qolmaydi. Yorug'lik asta-sekin so'nadi, ammo ba'zi joylar o'chmay qoladi.

Nega muhim?

Bu faqat laboratoriya fizikasi emas. Elektronlarning tartiblanishi va buzilishini tushunish kvant kompyuterlari, supero'tkazgichlar va boshqa texnologiyalar uchun asos. Elektronlarni boshqarish shu orqali mumkin bo'ladi.

Endi naqshlarning rivojini to'g'ridan-to'g'ri kuzatamiz. Ilgari faqat taxmin qilardik, hozir ko'ramiz. Shaharni osmondan emas, oyoq ostidan o'rganish kabi.

Asl yutug'

Bu birinchi marta elektron tartibining uzilishini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash. Ilgari bilvosita usullar ishlatilgan. Yongsoo Yang shunday dedi: taxminlardan to'g'ridan ko'rishga o'tdik. Endi qayerda va qanday buzilishini aniq bilamiz.

Oldinga

Tadqiqot zaryad to'lqinlaridan tashqari, kvant materiallardagi elektronlar harakatini o'rganishga eshik ochdi. Har bir materialning o'ziga xos xatolari bor.

Endi bu xatolarni real vaqtda kuzatamiz.

Elektronlar nazariyadan murakkabroq ekanini bilish – eng qiziq qismi. Bu ilmning haqiqiy joyi.