магически ъгъл

Миналата година група учени представиха резултатите от изследвания, които шокираха общността на физиката. Оказа се, че листовете от графен с дебелина само един атом придобиват забележителни физически свойства, когато се завъртят под правилния „магически“ ъгъл един спрямо друг (1).

На мартенското събрание на Американското физическо дружество в Бостън, където трябваше да бъдат представени детайлите от изследванията в тази перспектива, се събра тълпа учени. Някои смятат откритието на учени от Масачузетския технологичен институт началото на нова ера.

Миналата година екип от физици, ръководен от Пабло Харило-Ереро, постави чифт листа графен един върху друг, охлади системата до почти абсолютна нула и завъртя единия лист под ъгъл от 1,1 градуса спрямо другия. Изследователите приложиха напрежение и системата се превърна в своеобразен изолатор, в който взаимодействието между самите атоми и частиците възпрепятства движението на електроните. Тъй като в системата бяха въведени повече електрони, системата се превърна в свръхпроводник, в който електрическият заряд може да се движи без съпротивление..

— — Jarillo-Herrero каза на Gizmodo. —

Тези магически ефекти от ъгловото завъртане са свързани с т.нар ивици (моарен ивици). Това е един вид модел на ивици, създаден в резултат на интерференция (суперпозиция) на две решетки от линии, завъртени под определен ъгъл или подложени на деформация (изкривени една спрямо друга). Ако, например, една мрежа се постави върху равна повърхност, а друга мрежа е прикрепена към деформиран обект, тогава ще се появят моарен ресни. Моделът им може да бъде много сложен, а местоположението ще зависи от деформацията на обекта, който се изпитва.

Резултатите на изследователите от MIT са дублирани от няколко екипа, въпреки че проверката все още продължава и физиците все още разследват същността на явлението. През последната година повече от сто нови статии по тази тема се появиха на сървъра arXiv. Припомних си, че преди почти десет години теоретиците прогнозираха появата на нови физически ефекти в такива завъртени и усукани графенови системи. Въпреки това, физиците все още не разбират много въпроси относно произхода на феномена на свръхпроводимост и природата на диелектричните състояния в графена.

Според Харило-Ереро интересът към темата се дължи и на факта, че напоследък „горещите” клонове на физиката, т.е. изследване на графен и други двуизмерни материали, топологични свойства материали (характеристики, които не се променят въпреки физическите промени), супер студена материя и прекрасно електронни явлениякоито възникват от начина, по който електроните се разпределят в някои материали.

Въпреки това, прекалено развълнувани от новото откритие и потенциалните му приложения в електронните устройства, някои факти се охлаждат. Например, графеновите листове, завъртени под магически ъгъл, трябва да поддържат температура от 1,7 градуса по Келвин над абсолютната нула и се оказва, че те "предпочитат" да не се държат под ъгъл от 1,1 градуса - точно както два магнита не го правят искат да се докосват един до друг едни и същи полюси. Разбираемо е също, че материал, тънък като един атом, е труден за манипулиране.

Jarillo-Herrero излезе с име за ефектите, които откри ("twistronika"?, "rotnik"? - или може би "moristors", от ивици?). Изглежда, че ще е необходимо име, защото много хора в науката и технологиите искат да изследват този феномен и да му търсят приложения.