Графен только что бросил вызов фундаментальному закону физики
Ученые обнаружили, что электроны в графене ведут себя как почти бесфрикционная жидкость, нарушая закон Видемана-Франца и открывая путь к новым квантовым технологиям
Короткое резюме
В прорывном исследовании учёные впервые наблюдали экзотическое квантовое состояние в графене, где электроны текут как почти бесфрикционная жидкость. Это поведение прямо противоречит классическому закону Видемана-Франца, который утверждает пропорциональность теплопроводности и электропроводности в металлах.
Для обнаружения этого явления исследователи из Индийского института науки и Национального института материаловедения Японии создали исключительно чистые образцы графена. Они обнаружили, что при повышении электропроводности теплопроводность падает, и наоборот, с отклонениями от закона более чем в 200 раз. Это состояние, называемое «дираковской жидкостью», возникает в особой точке, где графен находится на грани между металлом и изолятором.
Открытие не только предоставляет доступную платформу для изучения экстремальных физических явлений, таких как термодинамика чёрных дыр, но и открывает путь к практическим применениям. Наличие дираковской жидкости в графене может привести к созданию высокочувствительных квантовых сенсоров для обнаружения слабых электрических и магнитных полей.
Нарушение закона Видемана-Франца
Наблюдалось отклонение более чем в 200 раз от фундаментального закона, связывающего теплопроводность и электропроводность в металлах
Образование дираковской жидкости
Электроны в графене перестают вести себя как отдельные частицы и начинают двигаться коллективно, подобно жидкости с крайне низкой вязкостью
Универсальная квантовая связь
Несмотря на разделение тепла и заряда, оба типа проводимости следуют универсальной константе, связанной с квантом проводимости
Практический потенциал для квантовых технологий
Явление открывает возможности для создания высокочувствительных квантовых сенсоров, способных усиливать слабые сигналы и обнаруживать слабые магнитные поля
Текст сгенерирован с использованием ИИ
