Графен откри квантна состојба што нарушува старо правило во физиката

Научници од Индискиот институт за наука (IISc), во соработка со Националниот институт за материјали во Јапонија, забележале необично однесување на електроните во ултрачист графен. Наместо да се движат како поединечни честички низ материјалот, тие се однесуваат колективно, речиси како течност со исклучително мал отпор.

Овој резултат е важен затоа што отстапува од Видеман-Францовото правило, еден од основните принципи што долго време се користи за да се опише врската меѓу електричната и топлинската спроводливост кај металите. Во експериментот, истражувачите откриле дека двете својства не се менуваат заедно како што би се очекувало, туку можат да одат во спротивни насоки.

Според тимот, отстапувањето било повеќе од 200 пати при ниски температури. Тоа покажува дека преносот на електричен полнеж и преносот на топлина во графенот можат силно да се раздвојат, што е јасен знак за појава на нов квантен режим.

Клучниот услов за оваа појава е т.н. Диракова точка, состојба во која графенот се наоѓа на граница меѓу метал и изолатор. Токму таму електроните престануваат да се однесуваат како обични носители на струја и формираат таканаречен Дираков флуид. Истражувачите проценуваат дека овој флуид има многу ниска вискозност, што го прави еден од најблиските лабораториски примери на речиси „совршена“ течност.

Откритието не е значајно само за основната физика. Графенот би можел да стане практична платформа за испитување феномени што обично се поврзуваат со екстремни услови во астрофизиката и физиката на честички. Воедно, ваквата контрола врз електронскиот транспорт може да отвори пат и за нова генерација чувствителни квантни сензори способни да регистрираат многу слаби електрични сигнали и магнетни полиња.

Резултатите се објавени во списанието Nature Physics, а трудот дополнително го зацврстува графенот како еден од најважните материјали за современата квантна наука.