Физики из Университета штата Огайо открыли роль квантовой геометрии в сверхпроводимости графена.
Исследователи представили новые доказательства того, что графен, свернутый под определенным углом, может стать сверхпроводником, перемещающим электричество без потери энергии.
В обычном металле за проводимость отвечают высокоскоростные электроны. Но структура скрученного двухслойного графена отличается тем, что электроны в ней движутся очень медленно — фактически со скоростью, приближающейся к нулю.
Согласно традиционной теории сверхпроводимости, они не должны проводить электричество, объясняет соавтор исследования Джини Лау, также профессор физики в штате Огайо. Однако ученые использовали «квантовую геометрию», пишут авторы исследования. Они рассмотрели электрон не только как частицу, но и волну, и нашли тот самый «магический угол», при котором графен проявляет сверхпроводимость.
Геометрия квантовых волновых функций и особое взаимодействие между электронами приводит к протеканию электрического тока в материале без диссипации, объясняют физики. Но почему «это сработало», они объяснить не могут. Во всяком случае, обычными уравнениями.
«Мы обнаружили, что обычные уравнения могут объяснить примерно 10% обнаруженного сигнала сверхпроводимости. Наши экспериментальные измерения показывают, что квантовая геометрия составляет 90% того, что делает графен сверхпроводником», — заключают авторы исследования
Пока сверхпроводящие эффекты этого материала можно обнаружить только в экспериментах при экстремально низких температурах.
Читать далее:
Мощная вспышка изверглась на Солнце: она уже повлияла на Землю
Средневековую крепость случайно обнаружили в лесу: находка удивила ученых
Ученые нашли новое генетическое заболевание у детей: как оно проявляется