Sihirli açı

Geçen yıl bir grup bilim insanı fizik camiasını şok eden araştırma sonuçlarını sundu. Sadece bir atom kalınlığındaki grafen tabakalarının, birbirlerine göre doğru "sihirli" açıyla döndürüldüklerinde olağanüstü fiziksel özellikler kazandıkları ortaya çıktı (1).

Araştırmanın bu perspektiften ayrıntılarının sunulacağı Boston'daki Amerikan Fizik Derneği'nin Mart ayındaki toplantısında bir bilim insanı kalabalığı toplandı. Bazıları Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki bilim adamlarının keşfini düşünüyor yeni bir dönemin başlangıcı.

Geçen yıl, Pablo Jarillo-Herrero liderliğindeki bir fizikçi ekibi, bir çift grafen levhayı üst üste yerleştirdi, sistemi neredeyse mutlak sıfıra kadar soğuttu ve bir levhayı diğerine 1,1 derecelik bir açıyla döndürdü. Araştırmacılar bir voltaj uyguladılar ve sistem, atomlar ve parçacıklar arasındaki etkileşimin elektronların hareketini önlediği bir tür yalıtkan haline geldi. Sisteme daha fazla elektron katıldıkça sistem, elektrik yükünün direnç olmadan hareket edebildiği bir süper iletken haline geldi..

— — opowiadał Jarillo-Herrero w serwisie Gizmodo. —

Açısal dönmenin bu büyülü etkileri, sözde bant (hareli çizgiler). Bu, belirli bir açıyla döndürülen veya deformasyona maruz kalan (birbirine göre çarpık) iki çizgi ızgarasının girişimi (üst üste gelmesi) sonucu oluşturulan bir tür şerit desenidir. Örneğin, bir ağ düz bir yüzeye yerleştirilirse ve diğer ağ deforme olmuş bir nesneye tutturulursa hareli şeritler görünecektir. Desenleri çok karmaşık olabilir ve konumları test edilen nesnenin deformasyonuna bağlı olacaktır.

MIT araştırmacılarının bulguları birden fazla ekip tarafından tekrarlandı, ancak testler halen devam ediyor ve fizikçiler hala bu olguyu araştırıyor. Geçtiğimiz yıl arXiv sunucusunda bu konuyla ilgili yüzden fazla yeni makale yayınlandı. Neredeyse on yıl önce teorisyenlerin bu tür döndürülmüş ve bükülmüş grafen sistemlerinde yeni fiziksel etkilerin ortaya çıkacağını tahmin ettiklerini hatırladım. Ancak fizikçiler süperiletkenlik olgusunun kökenine ve grafendeki dielektrik durumların doğasına ilişkin pek çok soruyu hâlâ anlamıyorlar.

Jarillo-Herrero'ya göre konuya olan ilgi aynı zamanda son zamanlarda fiziğin "sıcak" bölümlerinin, yani. grafen araştırması ve diğer iki boyutlu malzemeler, topolojik özellikler Malzemeler (fiziksel değişikliklere rağmen değişmeyen özellikler), süper soğuk madde ve harika elektronik fenomenelektronların bazı malzemelerde dağılma şeklinden kaynaklanır.

Bununla birlikte, yeni keşif ve onun elektronik cihazlardaki potansiyel uygulamaları konusunda aşırı heyecan duyanlar, bazı gerçekler karşısında öfkeleniyor. Örneğin, sihirli bir açıyla dönen grafen tabakalarının mutlak sıfırın üzerinde 1,7 derece Kelvinlik bir sıcaklığı koruması gerektiği gerçeği ve buna ek olarak, tıpkı iki gibi 1,1 derecelik bir açıda tutulmamayı "tercih ettikleri" ortaya çıktı. mıknatıslar aynı kutuplara dokunmak istemezler. Sadece bir atom kalınlığındaki bir malzemeyi işlemenin zor olması da anlaşılabilir bir durumdur.

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.