Oczywiście teoretyczne przewidywania, szczególnie w dziedzinie fizyki, stanowią bardzo istotny aspekt prowadzonych badań. Jeśli jednak nie uda się zyskać dowodów, które by je popierały, to wciąż będziemy mówić jedynie o teoriach. Szukając potwierdzenia tego, o czym Wigner mówił jeszcze przed drugą wojną światową, naukowcy stojący za artykułem zamieszczonym w Nature przełamali impas.
Czytaj też: Naukowcy znaleźli wyjątki od ważnego prawa fizyki. Wszystko przez przezroczyste polimery
Czym w ogóle miał być kryształ Wignera i jak wyglądały jego poszukiwania? Według węgiersko-amerykańskiego fizyka chodziło o elektrony poruszające się w tzw. jednorodnym gazie elektronowym. Gdy gęstość tych elektronów jest niższa od wartości krytycznej, to powinno dochodzić do krystalizacji oraz utworzenia siatek złożonych z elektronów. Ten nietypowy rodzaj materii miałby być pozbawiony atomów i składać się z elektronów zamkniętych we wspomnianej sieci.
Kryształ Wignera to struktura, o istnieniu której mówiło się jeszcze przed drugą wojną światową
W toku prowadzonych poszukiwań naukowcom wreszcie udało się zaobserwować istnienie kryształu Wignera, co stanowi wielki powód do radości. Do tej pory, jeśli w ogóle ogłaszano sukcesy w tym zakresie, to obejmowały one w najlepszym wypadku pośrednie dowody. Dzięki postępom dokonanym przez fizyków z Uniwersytetu Princeton możliwa jest wizualizacja kryształu dostarczająca informacji na temat jego właściwości i torująca drogę do badań, jakie wcześniej były niemożliwe.
Jak przewidywał wspomniany naukowiec, badany przez niego kryształ powinien tworzyć się w bardzo niskich temperaturach i gęstościach. W takich warunkach odpychanie zachodzące między elektronami powinno prowadzić do zdominowania energii potencjalnej nad ich potrzebą powiększania się. Tak tworzyłyby się krystaliczne sieci podlegające zasadom mechaniki kwantowej.
Przy licznych pośrednich dowodach na istnienie kryształu Wignera, członkowie zespołu badawczego odpowiedzialnego za najnowsze ustalenia zaprojektowali własny eksperyment. Wykorzystali pola magnetyczne, aby wywołać wzbudzenie elektronowe kryształu Wignera w grafenie. Arkusze tego ostatniego materiału zostały schłodzone do temperatury o ułamek stopnia Celsjusza powyżej zera absolutnego, czyli najniższej temperatury spotykanej we wszechświecie.
Czytaj też: Elektrony zachowują się wbrew oczekiwaniom fizyków. Zaskakujące wyniki obserwacji
Później trzeba było przeprowadzić bardzo szczegółowe obserwacje, które miały wykazać, czy przewidywania mają odzwierciedlenie w rzeczywistości. W tym celu fizycy posłużyli się skaningową mikroskopią tunelową, która pozwala dostrzec to, czego nie uwiecznią klasyczne mikroskopy optyczne. W takich okolicznościach udało się uzyskać ostateczny dowód na istnienie kryształu Wignera, a niemal stuletnia zagadka może zostać uznana za rozwikłaną. Jak widać, postęp technologiczny jest czasami nieodłącznym elementem sukcesu.
