Grafenul, un material despre care se știa multe, pare să sfideze una dintre legile fundamentale ale fizicii, potrivit noilor descoperiri. Un studiu recent arată că acest material bidimensional, format dintr-un singur strat de atomi de carbon, poate încălca legea Wiedemann-Franz, care stabilește o relație directă între conductivitatea electrică și cea termică a metalelor. Descoperirea deschide noi perspective în domeniul fizicii cuantice și ar putea conduce la dezvoltarea unor noi tipuri de senzori.nn
O contradicție cu legile fizicii
Un grup de cercetători de la Institutul Indian de Știință, împreună cu specialiști de la Institutul Național pentru Știința Materialelor, au realizat o serie de experimente pe grafen extrem de pur. Aceștia au observat comportamentul electronilor în acest material la temperaturi scăzute, măsurând conductivitatea electrică și pe cea termică. Rezultatele au fost surprinzătoare. S-a constatat că, pe măsură ce conductivitatea electrică creștea, cea termică scădea și invers. Această evoluție inversă contrazice legea Wiedemann-Franz, care afirmă că cele două proprietăți ar trebui să fie proporționale. Diferențele constatate au fost de peste 200 de ori la anumite temperaturi.nn
Electroni care se comportă ca un fluid
Fenomenul observat apare în apropierea unui punct specific al grafenului, denumit „punctul Dirac”. În această stare, electronii nu mai interacționează individual, ci se comportă colectiv, ca un fluid. Cercetătorii au constatat că acest „fluid Dirac” are o vâscozitate extrem de scăzută, apropiindu-se de cea a unui fluid perfect. Acest comportament a fost comparat cu plasma quark-gluon, un amestec de particule subatomice extrem de energetice observat în acceleratoarele de particule de la CERN.nn
Implicații și aplicații viitoare
Descoperirea oferă o nouă perspectivă asupra studiului fenomenelor cuantice, făcându-le mai accesibile. Grafenul ar putea servi ca o platformă cheie pentru experimente care anterior erau posibile doar în condiții extreme. Mai mult, cercetătorii sugerează că această descoperire ar putea avea aplicații practice. Printre acestea se numără dezvoltarea unor senzori cuantici extrem de sensibili, capabili să detecteze semnale electrice foarte slabe sau câmpuri magnetice fine.
