У материи есть некоторая стандартная конструкция. Традиционно принято считать, что кристаллические материалы (сейчас говорим о них), состоят из атомов, которые упорядоченные определенным образом. Сами атомы тоже состоят из субатомных частиц - в центре атома находится ядро (и оно тоже состоит из частиц), а вокруг этого ядра вращаются электроны.
Современные представления об устройстве материи предполагают, что всё это лишь некоторая эфемерная упрощенная конструкция. Всё приходит к тому, что материя есть энергия.
Но не будем копать сейчас так глубоко и просто отметим, что любая материя имеет некоторую модель, а знания этой модели позволяют довольно хорошо управлять самой материей. Например, представления об атомной конструкции металлов позволяет делать легированные сплавы и свойства хорошо коррелируют с моделью.
Кстати, в Telegram-канале проекта можно посмотреть, как выстраивается в структуру обычный кристалл соли
. Не забывайте подписываться на телегу.
Теперь про саму модель. Обратите внимание, что она всегда классическая. По сути дела, со временем Резерфорда, атом представляют примерно одинаково. Если, конечно же, исключить более глубокие изыскания.
Атом имеет планетарную модель. Ядро состоит из нуклонов, а вокруг располагаются отрицательные электроны. Вся эта конструкция сбалансирована и в целом нейтральна. Не будь протонов, электроны не удерживались бы у ядра атома. И таких связей очень и очень много.
Модель строения материи предполагает, что любой кристаллический материал должен именно что состоять из классических стандартных блоков. Ведь удержать рядом электроны будет невозможно. Они имеют одинаковые заряды и будут отталкиваться. Для связи нужен протон. Но не так давно выяснилось, что технически возможно создать материю из одних только электронов!
Саму возможность создания кристалла, полностью состоящего из одних только электронов, предсказал американский физик Юджин Вигнер ещё в 1934 году. В дальнейшем такой кристалл был назван в его честь. Однако, чтобы воплотить теорию в жизнь, ученым потребовалось 90 лет.
Кристалл Вигнера - это твердая (кристаллическая) фаза электронов. Или электронная материя. Или материя, вдумайтесь, состоящая только из электронов. Газ электронов, движущийся в однородном, инертном, нейтрализующем фоне, кристаллизуется и образует решетку, если электронная плотность меньше критического значения.
Долго было не ясно, как всё-таки увязать частицы, чтобы оно стало подходить под определение материи. Но Вигнер предположил, что электроны в материалах теоретически могут выстраиваться в правильные кристаллические структуры, благодаря тому, что отталкиваются друг от друга. Если локализовать такие объемы облаков, то выйдет что-то типа магнитов, которые отталкивают друг друга и строят нечто типа материи. Проблема в случае электронов только одна - их постоянное быстрое движение нивелирует эффект отталкивания и вообще взаимодействия.
Значит, нужно их замедлить. Современные ученые это и сделали. Охлаждение практически до полного нуля и правильная расстановка электронов с помощью электрического поля позволили заставить силы отталкивания преобладать над остальными механическими взаимодействиями. Сформировавшийся контраст из электронов в общем-то, и стал новым видом материи. Электронной материи.
Таким образом, если энергия кристаллического отталкивания между парой электронов больше, чем энергия их движения, то их расположение приведет к тому, что полная энергия будет наименьшей, а мы получим систему, аналогичную твердому телу.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи!
👉💖 Ставьте лайки материалу, чтобы поддержать проект.
✅ Подписывайтесь на ДЗЕН (!!!) и обязательно читайте статьи целиком!