Физики впервые получили «пинбольное» состояние электронов в лаборатории

Исследователи из Университета штата Флорида обнаружили новое квантовое состояние материи, в котором электроны попеременно переключаются между проводящим и изолирующим состояниями. Результаты опубликованы в журнале Nature Partner Journals Quantum Materials в январе 2026 года.

Для эксперимента учёные использовали двухслойную муаровую структуру — наноматериал, состоящий из двух тончайших плёнок дихалькогенидов переходных металлов, наложенных друг на друга с небольшим угловым смещением. Эта конструкция выступила в роли трафарета для формирования кристалла Вигнера — упорядоченной структуры, состоящей исключительно из электронов.

При изменении плотности электронов и температуры, близкой к абсолютному нулю, исследователи зафиксировали переход системы в так называемое «пинбольное» состояние. В этой фазе часть электронов остаётся неподвижной и ведёт себя как изолятор, в то время как другая часть свободно перемещается, проводя электрический ток.

Компьютерное моделирование показало, что это состояние обладает неожиданной стабильностью. Ранее существование подобной фазы было предсказано теоретически, но экспериментальное подтверждение получено впервые.

Муаровая система позволяет формировать различные кристаллические структуры электронов — полосы, соты и другие формы, в отличие от классических кристаллов Вигнера с треугольной решёткой. По словам соавтора исследования Хитеша Чанглани, учёные определили параметры, управляющие фазовым переходом в обобщённый кристалл Вигнера.

Источник: Popular Mechanics