Столь необычное открытие совершили инженеры из Манчестерского университета, работающие под руководством А. Гейма. Ими было обнаружено совершенно новое семейство квазичастиц в графен-нитриде бора. Эти новые квазичастицы получили название – фермионы Брауна-Зака. Вот про это уникальное открытие я и расскажу сейчас вам.
Как открыли новые частицы
Открытие стало возможным благодаря кропотливой работе инженеров, в ходе которой им удалось практически идеально выровнять атомную решетку слоя графена по изолирующему слою нитрида бора. При этом получилось существенно изменить свойства самого графена.
Так, согласно пояснениям участников эксперимента, в нулевом магнитном поле траектория перемещения электронов прямолинейна ровно до тех пор, пока к материалу не будет приложено магнитное поле. После такого воздействия траектория электронов изменяется и приобретает дугообразную форму.
Так вот в выровненном графене изначально проявляются точно такие же свойства. Вот только если магнитное поле с определенными параметрами расположить особым образом, то частицы в выровненном графене вновь двигаются прямолинейно, как будто никакого магнитного поля нет и в помине.
Такое поведение электронов сильно отличается от теоретических предположений. И ученые увязали этот феномен с формированием в сильном магнитном поле ранее неизвестных квазичастиц с повышенной подвижностью.
До текущего эксперимента общее поведение электронов в слое графена описывалось с помощью фермионов Дикара – особого рода фермионы. Но они не могли описать новые наблюдаемые свойства.
Именно поэтому авторами исследования были предложены совершенно новые фермионы Брауна-Зака. Это особые квазичастицы, которые существуют в сверхрешетках графена в магнитном поле повышенной интенсивности.
В принципе их можно представить как совокупные колебания электронов в слое графена, которые демонстрируют «коллективное поведение» прям как гигантская частица с нулевой массой.
За счет уникальных своих свойств новые квазичастицы практически никак не реагируют на сильные магнитные поля и способны передвигаться по прямой траектории.
При этом эксперименты показали, что новые частицы сохраняли прямолинейность в движении при величине индукции магнитного поля в 16 тесла (что в 500 000 раз больше естественного магнитного поля Земли).
Где можно применить открытие
Любое открытие должно приносить пользу и, как утверждают ученые, их открытие найдет свое применение при создании новых электронных устройств, которые будут обладать особой устойчивостью к магнитным полям.
Эксперименты в данном направлении продолжаются и ученые будут экспериментировать с другими двумерными материалами, так как есть большая вероятность, что подобные квазичастицы существуют и в других материалах.
Понравилась статья, тогда ставим палец вверх и обязательно подписываемся. Спасибо за ваше внимание!
