Необычные квантовые эффекты обнаружила группа британских, русских и голландских физиков, которые, экспериментируя с расслоенным до двум - Гранит науки - 2005-11-16

У микрофона Марина Аствацатурян! Группа под руководством профессора Андре Гейма с факультета Физики и Астрономии Манчестерского Университета (School of Physics and Astronomy of the University of Manchester) работала с углеродным веществом толщиной в один атом - это полученный ими же в прошлом году графен. Две статьи в одном из недавних номеров Nature (November 10, 2005) описывают эксперименты с графеном, в которых ученые столкнулись, в частности, со странным явлением. Двумерный материал не просто был электропроводным благодаря свободно плавающим внутри сотообразных структур атомов углерода электронам. Выяснилось, что эти электроны не замедляли своего движения, как бы их не охлаждали. Т.е. они вели себя так, будто у них нет массы, или, по крайней мере, так называемой «остаточной массы», которая фигурирует в специальной теории относительности. Это означает также, что двумерный графит никогда не перестает быть электропроводным. Обеспечивающие эти его свойства псевдорелятивистские частицы названы учеными «лишенными массы фермионами Дирака». Они предполагаются описывающим движение электрона квантовым уравнением Пола Дирака, которое вполне согласуется с теорией относительности.

Первооткрыватели фермионов Дирака считают, что последние движутся гораздо быстрее электронов в других полупроводниках. Кроме того, группа профессора Гейма открыла и другие релятивистские эффекты. Они продемонстрировали захват лишенных массы частиц магнитным полем, причем такой, что те приобретают динамическую массу (массу движения), описываемую знаменитым уравнением Эйнштейна E=mc2. В комментарии одного из авторов открытия – Константина Новоселова из Института Проблем Технологии Микроэлектроники и Особо Чистых Материалов РАН, который приводит распространенный Университетом Манчестера документ, упоминается о квантовом эффекте Холла, который описывает поведение двумерного электронного газа в сильных магнитных полях и при низких температурах. По словам русского ученого, «целочисленный и дробный квантовые эффекты Холла – это два наиболее выдающихся открытия конца 20 века. Их важность не легко объяснить, но оба открытия привели к Нобелевским премиям. Кто-то, возможно, оценит значимость нашей работы для фундаментальной физики, если я отмечу, что одно из явлений, о котором мы сообщили - это новый, релятивистский тип квантового эффекта Холла».