magický úhel

Skupina vědců loni představila výsledky výzkumu, který šokoval fyzikální komunitu. Ukázalo se, že pláty grafenu o tloušťce pouhého jednoho atomu získávají pozoruhodné fyzikální vlastnosti, když jsou vůči sobě natočeny ve správném „magickém“ úhlu (1).

Na březnovém zasedání Americké fyzikální společnosti v Bostonu, kde měly být představeny detaily výzkumu v této perspektivě, se sešel zástup vědců. Někteří zvažují objev vědců z Massachusettského technologického institutu začátek nové éry.

V loňském roce, tým fyziků pod vedením Pabla Jarilla-Herrera položil pár listů grafenu na sebe, ochladil systém téměř na absolutní nulu a jeden list otočil pod úhlem 1,1 stupně vůči druhému. Vědci aplikovali napětí a systém se stal jakýmsi izolátorem, ve kterém interakce mezi atomy a samotnými částicemi brání elektronům v pohybu. Jak bylo do systému zavedeno více elektronů, systém se stal supravodičem, ve kterém se elektrický náboj mohl pohybovat bez odporu..

— — Jarillo-Herrero řekl Gizmodovi. —

Tyto magické efekty úhlové rotace souvisí s tzv pruhy (moaré pruhy). Jedná se o druh proužkového vzoru vytvořeného jako výsledek interference (superpozice) dvou mřížek čar otočených pod určitým úhlem nebo vystavených deformaci (vztaženo k sobě navzájem deformovaným). Pokud je například jedna síťka umístěna na rovnou plochu a další síťka je připevněna k deformovanému předmětu, objeví se moaré třásně. Jejich vzor může být velmi složitý a umístění bude záviset na deformaci testovaného objektu.

Výsledky výzkumníků z MIT byly duplikovány několika týmy, ačkoli ověřování stále probíhá a fyzici stále zkoumají podstatu jevu. Za poslední rok se na serveru arXiv objevilo více než sto nových příspěvků na toto téma. Vzpomněl jsem si, že teoretici před téměř deseti lety předpovídali výskyt nových fyzikálních efektů v takto otočených a zkroucených grafenových systémech. Fyzici však stále nechápou mnoho otázek týkajících se původu jevu supravodivosti a povahy dielektrických stavů v grafenu.

Zájem o předmět je podle Harillo-Herrera dán i tím, že v poslední době „horké“ obory fyziky, tzn. výzkum grafenu a další dvourozměrné materiály, topologické vlastnosti materiály (vlastnosti, které se nemění navzdory fyzikálním změnám), super studená záležitost a úžasné elektronické jevykteré vznikají způsobem distribuce elektronů v některých materiálech.

Nicméně, přehnaně nadšeni z nového objevu a jeho potenciálních aplikací v elektronických zařízeních, některá fakta vychladnou. Například grafenové pláty otočené v magickém úhlu musí udržovat teplotu 1,7 stupně Kelvina nad absolutní nulou a navíc se ukazuje, že by „raději“ nebyly drženy pod úhlem 1,1 stupně – stejně jako dva magnety se nechtějí navzájem dotýkat stejných pólů. Je také pochopitelné, že s materiálem tenkým jako jeden atom je obtížné manipulovat.

Jarillo-Herrero vymyslel název pro účinky, které objevil ("twistronika"?, "rotnik"? - nebo možná "moristoři", z pruhů?). Zdá se, že jméno bude potřeba, protože mnoho lidí ve vědě a technice chce tento fenomén zkoumat a hledat pro něj uplatnění.