近日，普林斯顿大学的物理研究人员首次观察到了完全由电子组成的维格纳晶体。这一概念最初是由该大学教授尤金·维格纳于上世纪三十年代提出的。维格纳晶体的概念引起了广泛关注，因为它形成于极低温度和较低密度下，依赖于电子间的斥力而不是原子间的吸引力。
自猜想提出后，维格纳晶体一直未能得到正面证实。研究人员进行了多次实验来寻找这种晶体的存在，但都未取得成功。然而，在最近的一次实验中，普林斯顿大学的研究团队使用扫描隧道显微镜直接成像了维格纳晶体，并构建了一个理想环境以产生这种晶体。
研究团队将两片石墨烯冷却至绝对零度以上1开尔文，并施加垂直于它们之间磁场，在石墨烯薄层间创建二维电子气系统。通过调节电子密度，他们发现当达到一定程度时，这些无序状态的电子开始形成有组织的晶格；随着进一步增加密度，这些晶格会转化为液体。
在此过程中，扫描隧道显微镜成功地直接成像了这些结晶态的电子。研究人员还发现了其他一些特性：电子在晶格中“振动”，这与海森堡不确定性原理有关，显示了该晶体的量子特性；此外，维格纳晶体为三角形构型，在一定密度区间内随电子数量变化而调整，并具有一定的稳定性。
普林斯顿大学的研究成果将有助于发现其他由电子集体行为形成的量子相，并为进一步研究提供重要线索。
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