Létezik a Wigner-kristály

Rövid időn belül a második magyar vonatkozású cikk jelent meg a világ egyik legfontosabb tudományos lapjában, a Science-ben. Előbb az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetében dolgozó Nyíri Gábor és munkatársai­nak egy új idegpálya létezését bizonyító cikkét közölte a folyóirat. A fizikai Nobel-díjas Wigner Jenő nyolcvanéves jóslatát magyar és izraeli kutatók igazolták.

A magyar származású Nobel-díjas fizikus jóslata beigazolódott Fotó: - Forrás: MTI

Már egyetlen elektronnal is komoly nehézségekbe ütközik a vizsgálat: ha csak egyetlen elektront a kristály közelébe viszünk, az is el tudja mozdítani a kristályba rendeződött elektronokat, sőt ha túl közel visszük az elektronkristályhoz, vagy nem elég „puha”, akkor egyszerűen, mint egy kés, kettévágja. Ha viszont túl távol van, akkor már nem lehet érzékelni a hatását és letapogatni vele a töltésstruktúrát. Az elméleti munka egyik legfontosabb feladata az volt, hogy bebizonyítsa, az érzékelő nanocső abban a tartományban, ahol a mérések történtek, nem teszi tönkre a Wigner-kristályt.

A magyar származású Nobel-díjas fizikus jóslata beigazolódott
Fotó: MTI

Annak eldöntése, hogy a kialakult kvantummechanikai állapot milyen kölcsönhatások eredményeként jött létre, elméleti számítások és numerikus szimulációk elvégzését igényelte. A kísérleti eredmények értelmezéséhez szükséges kvantumelméleti számításokat a BME és az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói végezték, a legmodernebb kvantumkémiai módszereket alkalmazva. – Az elvégzett számítások már önmagukban is nagy áttörést jelentenek a területen. Számos olyan új algoritmikus megoldást fejlesztettünk ki, melyek nélkül a számításokat nem lehetett volna elvégezni – mondta az Mta.hu-nak Legeza Örs, az MTA Wigner FK Lendület Erősen Korrelált Rendszerek Kutatócsoport vezetője, aki jelenleg Humboldt-díjasként több kutatási projektet is irányít Németországban. Az izraeliek és a magyarok többéves fejlesztő- és kutatómunkájának eredménye a mostani megfigyelés.

Lehet-e bármilyen gyakorlati vonatkozása a Wigner-jóslat igazolásának? A lapunknak nyilatkozó Zaránd Gergely szerint, hogy lesz-e a magának Wigner-kristálynak gyakorlati alkalmazása, nehezen dönthető el. Az sokkal valószínűbb, hogy – a nagy részecskefizikai kísérletekhez hasonlóan – a megfigyelésekhez fejlesztett technológiák valamilyen módon beépülnek más fejlesztésekbe, és így nyernek alkalmazást. A mérés nyilvánvalóan úttörő a szenzorika területén, de emellett a szén nanocsőbe zárt elektronok is egy izgalmas platformot kínálnak kvantumbitek vagy akár bitsorok megvalósítására, az elméleti módszerek pedig pé­ldául kvantumkémiai programcsomagokba épülhetnek be.

Tehát az alapkutatásnak indult munka eredménye a tudomány több területén hasznosítható.