Grafenul, un material despre care se știa multe, a surprins cercetătorii. Un studiu recent arată că acesta ar putea încălca una dintre legile fundamentale ale fizicii, legea Wiedemann-Franz. Descoperirea deschide noi perspective în studiul fenomenelor cuantice.
O anomalie în comportamentul electronilor
De ani buni, fizicienii încearcă să înțeleagă modul în care electronii se comportă ca un fluid perfect, fără frecare. Experimentele au fost dificile din cauza imperfecțiunilor inerente ale materialelor. Acum, o echipă de cercetători de la Indian Institute of Science, cu colaborarea specialiștilor de la National Institute for Materials Science, susține că a observat acest comportament într-un strat subțire de grafen.
Studiul, publicat în Nature Physics, arată că, pe măsură ce conductivitatea electrică a grafenului crește, conductivitatea termică scade, și invers. Această observație contrazice legea Wiedemann-Franz, care stabilește o relație direct proporțională între conductivitatea electrică și cea termică. Diferențele constatate au fost de peste 200 de ori la temperaturi scăzute.
Grafenul sfidează o lege fundamentală
Fenomenul a fost observat într-o stare specială a grafenului, cunoscută sub numele de „punctul Dirac”. În acest punct, materialul se află la granița dintre conductor și izolator. În astfel de condiții, electronii nu mai acționează individual, ci ca un fluid. Acest „fluid Dirac” imită comportamentul plasmei quarc-gluon, un amestec de particule subatomice extrem de energice observat în acceleratoarele de particule de la CERN.
Cercetătorii au descoperit că acest fluid are o vâscozitate extrem de scăzută, apropiindu-se de idealul unui fluid perfect. Arindam Ghosh, unul dintre autorii studiului, a menționat că este uimitor că, după 20 de ani de la descoperirea grafenului, încă mai sunt atât de multe lucruri de explorat într-un astfel de material.
Implicații și aplicații viitoare
Descoperirea deschide noi căi pentru studierea fenomenelor cuantice. Grafenul ar putea deveni o platformă cheie pentru experimente care, până acum, erau posibile doar în condiții extreme. Mai mult, cercetătorii consideră că această descoperire ar putea avea aplicații practice, inclusiv în dezvoltarea unor senzori cuantici extrem de sensibili. Aceștia ar putea fi utilizați pentru detectarea semnalelor electrice foarte slabe sau a câmpurilor magnetice fine.
