töfrahorn

Á síðasta ári kynnti hópur vísindamanna niðurstöður rannsókna sem hneykslaðu eðlisfræðisamfélagið. Það kom í ljós að blöð af grafeni sem eru aðeins eitt atóm á þykkt öðlast ótrúlega eðlisfræðilega eiginleika þegar þeim er snúið á réttu "töfrahorni" hvert við annað (1).

Á marsfundi American Physical Society í Boston, þar sem kynna átti upplýsingar um rannsóknir í þessu sjónarhorni, safnaðist hópur vísindamanna saman. Sumir íhuga uppgötvun vísindamanna við Massachusetts Institute of Technology upphaf nýs tímabils.

Á síðasta ári, teymi eðlisfræðinga undir forystu Pablo Jarillo-Herrero setti par af grafenblöðum ofan á hvort annað, kældi kerfið í næstum algjört núll og sneri einu blaðinu í 1,1 gráðu horn á hina. Rannsakendur settu á spennu og kerfið varð eins konar einangrunarefni þar sem samspil frumeindanna sjálfra og agnanna hindrar hreyfingu rafeinda. Eftir því sem fleiri rafeindir komu inn í kerfið varð kerfið að ofurleiðari þar sem rafhleðsla gat hreyft sig án mótstöðu..

— — sagði Jarillo-Herrero við Gizmodo. —

Þessi töfrandi áhrif hornsnúnings tengjast svokölluðu rönd (moiré rönd). Þetta er eins konar röndamynstur sem myndast vegna truflana (yfirstöðu) tveggja línuneta sem snúast í ákveðnu horni eða verða fyrir aflögun (brengluð í tengslum við hvert annað). Ef til dæmis eitt möskva er komið fyrir á sléttu yfirborði og annað möskva er fest við aflagaðan hlut, þá birtast moiré brúnir. Mynstur þeirra getur verið mjög flókið og staðsetningin fer eftir aflögun hlutarins sem verið er að prófa.

Niðurstöður MIT vísindamanna hafa verið afritaðar af nokkrum teymum, þó að sannprófun sé enn í gangi og eðlisfræðingar eru enn að rannsaka kjarna fyrirbærisins. Undanfarið ár hafa meira en hundrað ný blöð um þetta efni birst á arXiv þjóninum. Ég rifjaði upp að fyrir tæpum tíu árum síðan spáðu kenningasmiðir fyrir um birtingu nýrra líkamlegra áhrifa í slíkum snúningum og snúnum grafenkerfum. Hins vegar skilja eðlisfræðingar ekki margar spurningar um uppruna fyrirbærisins ofurleiðni og eðli díelektrískra ástanda í grafeni.

Að sögn Harillo-Herrero stafar áhuginn á viðfangsefninu einnig af því að nýlega hafa „heitu“ hlutar eðlisfræðinnar, þ.e. grafen rannsóknir og önnur tvívídd efni, staðfræðilegir eiginleikar efni (eiginleikar sem breytast ekki þrátt fyrir líkamlegar breytingar), ofur kalt efni og dásamlegt rafræn fyrirbærisem myndast vegna dreifingar rafeinda í sumum efnum.

Hins vegar, of spennt yfir nýju uppgötvuninni og hugsanlegum notkunum hennar í rafeindatækjum, kólna sumar staðreyndir. Til dæmis verða grafenblöðin sem snúast undir töfrandi horn að halda hitastigi upp á 1,7 gráður á Kelvin yfir algjöru núlli, og það kemur í ljós að þau "myndu helst" ekki haldið í 1,1 gráðu horn - rétt eins og tveir seglar gera það ekki vilja snerta hvort annað sömu pólana. Það er líka skiljanlegt að erfitt sé að meðhöndla efni eins þunnt og eitt atóm.

Jarillo-Herrero fann upp nafn fyrir áhrifin sem hann uppgötvaði ("twistronika"?, "rotnik"? - eða kannski "moristors", úr röndum?). Svo virðist sem nafn þurfi því margir í vísindum og tækni vilja rannsaka þetta fyrirbæri og leita að umsóknum um það.