ФІЗИКИ ЗНАЙШЛИ МЕТАЛ, ЕЛЕКТРОНИ В ЯКОМУ ВЕДУТЬ СЕБЕ ЯК ВОДА
Графен, "нобелівська" форма вуглецю, виявився унікальним "металом", електрони в якому поводяться при русі з майже швидкістю світла так само, як молекули води, що допоможе фізикам проникнути в таємниці теорії струн і чорних дірок, не "пірнаючи" в ці об'єкти.
"Та фізика, яку ми сьогодні відкриваємо, вивчаючи чорні дірки та теорію струн, виявляє себе повною мірою в графені. Нам вдалося знайти і описати в теорії перший у світі приклад того, як електронна "рідина" може рухатися з навколосвітньою швидкістю всередині металу" , - заявив Ендрю Лукас (Andrew Lucas) з Гарвардського університету (США).
Лукас та його колеги розкрили ще одну вкрай незвичайну фізичну властивість графена, яку фізикам ще доведеться пояснити, намагаючись створити надчисті зразки цього "нобелівського вуглецю" для інших дослідів.
Графен є одиночним шаром атомів вуглецю, з'єднаних між собою структурою хімічних зв'язків, що нагадують за своєю геометрією структуру бджолиних сот. Він відрізняється високою міцністю та унікальними електричними властивостями. За створення графена вихідцям з України Костянтину Новосьолову та Андрію Гейму було присуджено Нобелівську премію 2010 року з фізики.
Як розповідає Лукас, властивості графену дуже сильно змінюються, якщо на його поверхні з'являються домішки чи деформації, що заважає вивченню його унікальних властивостей та розкриттю їхньої природи. Намагаючись виростити надчисті зразки цієї форми вуглецю, група Лукаса паралельно намагалася зрозуміти, чи стикаються електрони у аркушах графена між собою.
Ці зіткнення, як вважали фізики, мали породити спалахи тепла, які вчені шукали, використовуючи спеціальні "термометри", що дозволялиїм знаходити навіть найменші відмінності в рівні тепла.
Дані спостереження розкрили приголомшливий і зовсім несподіваний феномен - виявилося, що електрони, що зазвичай рухаються через лист графена з навколосвітньою швидкістю, не просто стикаються між собою, а поводяться як потік молекул води.
Це виявлялося в тому, що електрони в графені досить сильно взаємодіють між собою, чого ніколи не відбувається усередині звичайних металів та інших речовин. Подібна поведінка характерна для молекул води та інших рідин, компоненти яких пов'язані між собою відносно слабкими, але зв'язками.
Подібна поведінка, як вважають сьогодні космологи та вчені, які займаються фізикою високих енергій, характерна для матерії, що поглинається чорними дірками та іншими надкомпактними об'єктами і при цьому вона суперечить низці законів квантової та класичної фізики. Таким чином, подальше вивчення поведінки "річок" електронів у графені може допомогти фізикам розкрити таємниці устрою та життя чорних дірок, не виходячи з лабораторії, укладають вчені.
У цьому ж випуску журналу Science до схожих, але дещо інших висновків дійшла група британських та українських фізиків під керівництвом Гейма, які досліджували властивості електронів у аркушах графену за наднизьких температур. Вони також зробили висновок, що електрони в графені поводяться швидше як рідина, ніж як індивідуальні елементарні частинки.