ウィグナー結晶。
ウィグナー結晶（Wigner crystal）とは、原子やイオンの並びではなく、電子そのものが規則正しく並んでできる状態。電子の密度を十分に薄くすると、動き回ろうとする運動エネルギーよりも電子どうしの反発が優位になり、互いにいちばん遠ざかる配置として格子を組むと考えられています。1934年にユージン・ウィグナーが提案しました。
ふつうの結晶では、並びを決めているのは物質そのものの構造です。食塩ならナトリウムと塩素が交互に置かれる決まりがあり、電子はその枠の中を流れます。ウィグナー結晶で決めているのは電子どうしの反発だけで、外から周期を与えられていません。だから「相互作用が秩序を作る」代表例として扱われます。
薄くするほど結晶になる、という逆さの条件
直感に反しますが、電子を詰め込むほど固まるのではなく、薄くするほど固まります。密度が高いと運動エネルギーが優位で電子は流れ、薄くすると距離が離れて運動エネルギーの節約分が小さくなり、反発を避ける配置のほうが得になるためです。実際に作るには、電子の有効質量が大きいこと、遮蔽が弱いこと、汚れや乱れが少ないことが要ります。
どうやって確かめるか
電子の格子を直接写した写真として示されることは、ほとんどありません。多くの報告は、周期的な並びがあると光の吸収や反射に現れる特徴（ウムクラップ共鳴など）を測り、理論計算との一致から述べています。したがって、この分野の記述は「観測された」より「示す信号が現れた」に近い書き方になります。
磁場をかけた場合との違い
強い磁場をかけると電子の運動が抑えられ、ウィグナー結晶は作りやすくなります。研究の多くはこの領域で行われてきました。ただし磁場がある状態は、電子の相互作用だけで決まる本来の姿とは条件が違うため、磁場をかけない条件での性質、とくに結晶がどう揺れるかの測定は課題として残されてきました。