Unghi magic

Anul trecut, un grup de oameni de știință a prezentat rezultate ale cercetării care au șocat comunitatea fizicii. Se dovedește că foile de grafen grosime de doar un atom dobândesc proprietăți fizice remarcabile atunci când sunt rotite la unghiul „magic” potrivit una față de alta (1).

O mulțime de oameni de știință s-a adunat la întâlnirea din martie a Societății Americane de Fizică din Boston, unde urmau să fie prezentate detaliile cercetării din această perspectivă. Unii consideră descoperirea oamenilor de știință de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts începutul unei noi ere.

În ultimul an O echipă de fizicieni condusă de Pablo Jarillo-Herrero a plasat o pereche de foi de grafen una peste alta, a răcit sistemul până aproape de zero absolut și a rotit o foaie la un unghi de 1,1 grade față de cealaltă. Cercetătorii au aplicat o tensiune, iar sistemul a devenit un fel de izolator, în care interacțiunea dintre atomi și particulele înseși împiedică mișcarea electronilor. Pe măsură ce au fost introduși mai mulți electroni în sistem, sistemul a devenit un supraconductor în care sarcina electrică se putea mișca fără rezistență..

— — opowiadał Jarillo-Herrero w serwisie Gizmodo. —

Aceste efecte magice ale rotației unghiulare sunt legate de așa-numitele dungi (dungi moiré). Acesta este un fel de model de dungi creat ca urmare a interferenței (suprapoziției) a două grile de linii rotite la un anumit unghi sau supuse deformării (distorsionate una în raport cu cealaltă). Dacă, de exemplu, o plasă este plasată pe o suprafață plană și cealaltă plasă este atașată de un obiect deformat, vor apărea dungi moiré. Modelul lor poate fi foarte complex, iar locația lor va depinde de deformarea obiectului testat.

Descoperirile cercetătorilor MIT au fost replicate de mai multe echipe, deși testele sunt încă în desfășurare, iar fizicienii încă cercetează fenomenul. În ultimul an, pe serverul arXiv au apărut peste o sută de lucrări noi pe această temă. Mi-am amintit că acum aproape zece ani teoreticienii au prezis apariția unor noi efecte fizice în astfel de sisteme de grafen rotite și răsucite. Cu toate acestea, fizicienii încă nu înțeleg multe întrebări referitoare la originea fenomenului de supraconductivitate și natura stărilor dielectrice din grafen.

Potrivit lui Jarillo-Herrero, interesul pentru subiect se datorează și faptului că recent secțiunile „fierbinte” ale fizicii, adică. cercetarea grafenului și alte materiale bidimensionale, proprietăți topologice materiale (caracteristici care nu se modifică în ciuda modificărilor fizice), materie super rece si minunat fenomene electronicecare decurg din modul în care electronii sunt distribuiţi în unele materiale.

Cu toate acestea, cei care sunt prea încântați de noua descoperire și de potențialele sale aplicații în dispozitivele electronice sunt temperați de anumite fapte. De exemplu, faptul că foile de grafen rotite într-un unghi magic trebuie să mențină o temperatură de 1,7 grade Kelvin peste zero absolut și, în plus, reiese că ele „preferă” să nu fie ținute la un unghi de 1,1 grade – la fel ca două. magneții nu vor să atingă aceiași poli. De asemenea, este de înțeles că este dificil să manipulezi un material care are o grosime de doar un atom.

Jarillo-Herrero wymyślił dla odkrytych przez siebie efektów nazwę («twistronika»?, «obrotnika»? — a może «morystory», od prążków ?). Wygląda na to, że nazwa będzie potrzebna, bo wielu ludzi nauki i techniki chce badać to zjawisko i szukać dla niego zastosowań.