Международная команда физиков под руководством нобелевского лауреата Андрея Гейма открыла новое семейство квазичастиц — «фермионы Брауна — Зака», которые демонстрируют невозможные свойства.
Прорыв в мире двумерных материалов
Эксперименты проводились с материалом, в котором слой графена идеально выровнен по кристаллической решётке нитрида бора. Это выравнивание кардинально меняет свойства графена, открывая новые горизонты для физики твердого тела.
Квазичастицы с невозможными свойствами
Исследователи обнаружили, что при определённых параметрах магнитное поле словно перестаёт существовать — траектории движения частиц снова становятся прямыми. Это противоречит законам физики, согласно которым электроны под воздействием магнитного поля должны двигаться по изогнутым траекториям.
Что не под силу Дираку, справятся Браун и Зак
До сих пор поведение электронов в графене описывали через так называемые фермионы Дирака — квазичастицы, обладающие нулевой массой. Но это объяснение не укладывалось в рамки некоторых наблюдаемых эффектов. Теперь на сцену выходят «фермионы Брауна — Зака» — уникальные коллективные колебания электронов, которые проявляются только в сверхрешетках при сильном магнитном воздействии.
Поведение, противоречащее законам
- Квазичастицы демонстрируют высокую подвижность.
- Они сохраняют направление движения даже в поле с индукцией 16 тесла — это в полмиллиона раз больше, чем магнитное поле Земли.
Зачем это нужно в реальной жизни
Такие квазичастицы могут стать основой для создания электроники, способной работать в экстремальных условиях — например, в медицинском оборудовании, системах обороны или в космических аппаратах.
Будущие исследования и разработки
Ученые уверены: подобные фермионы можно будет найти и в других двумерных материалах. Это открытие может запустить волну новых исследований и технологических разработок.
Графен — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом.
RU 
EN