Geometria kwantowa pomogła uczynić grafen nadprzewodnikiem

Naukowcy przedstawili nowe dowody na to, jak grafen złożony pod określonymi kątami może

stać się nadprzewodnikiem, przenosząc prąd elektryczny bez utraty energii.

W zwykłym metalu odpowiedzialne jest przewodnictwoelektrony o dużej prędkości. Ale struktura skręconego dwuwarstwowego grafenu jest inna, ponieważ elektrony w nim poruszają się bardzo wolno - w rzeczywistości z prędkością bliską zeru.

Zgodnie z tradycyjną teorią nadprzewodnictwa,nie muszą przewodzić elektryczności, wyjaśnia współautorka badania, Jeanie Lau, także profesor fizyki w Ohio State. Naukowcy wykorzystali jednak „geometrię kwantową”, piszą autorzy badania. Uważali elektron - to nie tylko cząstka, ale także fala. Oznacza to, że ma funkcje falowe.

W rezultacie napromieniowana próbka grafenu wykazała nadprzewodnictwo.

Geometria funkcji fali kwantowej w płaskich pasmach, w połączeniu z interakcją między elektronami, prowadzi do przepływu prądu elektrycznego w materiale bez rozpraszania – wyjaśniają fizycy. 

„Odkryliśmy, że zwykłe równania mogąwyjaśnić około 10% sygnału nadprzewodnictwa, który wykryliśmy. Nasze eksperymentalne pomiary pokazują, że geometria kwantowa stanowi 90% tego, co czyni ją nadprzewodnikiem” – podsumowują autorzy badania.

Jak dotąd efekty nadprzewodnictwa tego materiału można wykryć jedynie w eksperymentach w ekstremalnie niskich temperaturach.

Czytaj więcej:

Potężny rozbłysk wybuchł na Słońcu: już wpłynął na Ziemię

Średniowieczna twierdza przypadkowo odkryta w lesie: znalezisko zaskoczyło naukowców

Naukowcy odkryli nową chorobę genetyczną u dzieci: jak się objawia