Графенът наруши фундаментален закон на физиката

Учените от Индийския институт по наука (IISc) и Националния институт по материалознание в Япония откриха екзотично квантово състояние на материята в графена, при което електроните се движат като почти идеална течност. Това откритие опровергава закона на Видеман-Франц, според който топлинната и електрическата проводимост в металите са пропорционални.

В свръхчисти проби от графен изследователите наблюдаваха, че при нарастване на електропроводимостта, топлопроводимостта спадаше и обратно. Отклоненията от класическия закон надхвърлиха 200 пъти при ниски температури, което сочи към разделяне на потоците на заряд и топлина.

Този ефект се проявява в така наречената „точка на Дирак“, където графенът се намира на границата между метал и изолатор. Тук електроните престават да се държат като отделни частици и започват да се движат колективно, образувайки „диракова течност“. Нейният вискозитет се оказа изключително ниска, което я прави една от най-близките до идеалната течности, наблюдавани някога в експеримент.

„Тъй като това поведение, наподобяващо вода е открито в близост до точката на Дирак, то се нарича диракова течност – екзотично състояние на материята, което имитира кварк-глуонна таплазма – „супа“ от високоенергийни субатомни частици, наблюдавана в ускорителите на ЦЕРН.“

обясни първият автор на изследването, докторантът Аникет Маджумдар

Откритието превръща графена в достъпна платформа за изучаване на явления, характерни за екстремни условия като термодинамиката на черните дупки. Освен това, наличието на „диракова течност“ може да доведе до създаването на високочувствителни квантови сензори за откриване на слаби магнитни полета и електрически сигнали.