Skildpadde -elektroner, der forsøger at indhente harefotoner, giver grafen dets ledningsevne

Hvordan elektroner interagerer med andre elektroner i kvanteskala i grafen påvirker, hvor hurtigt de bevæger sig i materialet, fører til dens høje ledningsevne. Nu, Natália Menezes og Cristiane Morais Smith fra Center for ekstreme sager og nye fænomener ved Utrecht University, Holland, og en brasiliansk kollega, Van Sergio Alves, har udviklet en model, der tilskriver den større ledningsevne i grafen til den accelererende virkning af elektroner, der interagerer med fotoner under et svagt magnetfelt. Deres resultater er blevet offentliggjort i EPJ B .

På grund af honeycomb-gitterstrukturen i det et-lags tykke carbonatom-materiale, elektronernes energi varierer i takt med deres hastighed. Hvis vi skulle forestille os spektret af elektroners hastighed, det ville ligne en kegle. Keglens hældning er elektronhastigheden, som er tre hundrede gange mindre end lysets hastighed.

I dette studie, fysikere har udtænkt en måde at teste, hvad der sker, når elektroner interagerer med hinanden. For at gøre det, de brugte pseudo-kvanteelektrodynamik (PQED), en teori, der effektivt beskriver samspillet mellem elektroner medieret af fotoner, der findes i forskellige rum-tid-dimensioner. Mens elektronerne er begrænset til at forplante sig på et plan, fotonerne kan frit bevæge sig i 3D -rum.

Som en del af undersøgelsen forfatterne tog også højde for et svagt magnetfelt vinkelret på grafenplanet. De brugte derefter to forskellige metoder til at undersøge dens tendenseffekt på den måde, hvorpå elektronenergien spredes rundt om keglens toppunkt. Det overraskende fund er, at elektroner har en tendens til at øge deres hastighed mod fotonernes, som kører med lysets hastighed. Og det svage magnetfelt ændrer ikke denne tendens. Derfor, elektronernes kollektive adfærd, som er forbundet med ledningsevne, forbliver den samme som i fravær af et svagt felt.