Поза межами фізики. Графен кинув виклик фундаментальним уявленням про провідність

Дослідники з Індійського інституту наук ( IISc) спільно з колегами з Японії здійснили сенсаційне відкриття в галузі фізики твердого тіла. Під час експериментів із надчистими зразками графену — плоского листа вуглецю товщиною в один атом — вони зафіксували поведінку електронів, яка прямо суперечить закону Відемана-Франца. Цей фундаментальний закон десятиліттями стверджував, що теплопровідність та електропровідність у металах мають змінюватися пропорційно. Проте в графені ці показники почали рухатися в протилежних напрямках: при зростанні провідності заряду теплопровідність несподівано зменшувалася. Відхилення від класичних розрахунків при низьких температурах виявилося приголомшливим — воно перевищило очікувані значення у понад 200 разів . Це явище спостерігалося в особливій точці Дірака, де матеріал балансує між властивостями металу та ізолятора. У цьому стані електрони перестають рухатися як окремі частинки й починають текти колективно, наче ідеально гладка рідина без тертя. Таку субстанцію вчені назвали « рідиною Дірака», і за своїми властивостями вона нагадує кварк-глюонну плазму, яку зазвичай фіксують лише в прискорювачах частинок на кшталт ЦЕРНу. Унікальність відкриття полягає в тому, що наднизька в’язкість цього електронного потоку робить графен найближчим аналогом « ідеальної рідини» у відомому всесвіті. Тепер вчені можуть досліджувати складні явища, що раніше належали до сфери астрофізики або фізики високих енергій — наприклад, термодинаміку чорних дір — у звичайних лабораторних умовах. Окрім фундаментальної науки, знання про рідину Дірака дозволять створити квантові датчики нового покоління, здатні фіксувати надслабкі магнітні поля та електричні сигнали, недоступні для сучасних приладів. Теги:   Фізика Графен Якщо ви знайшли помилку в тексті, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter