Grafeno viduje galima „sukurti“ masę, sako fizikai

Masės prigimtis yra vienas iš didžiausių ilgalaikių mokslo galvosūkių. Ką yra masę ir iš kur ji atsiranda – tai klausimai, kurie šimtmečius glumino mokslininkus ir filosofus.

Taigi siūlymas, kad masė gali būti sukurta anglies nanovamzdelių viduje, sukels reikšmingą galvos įbrėžimą.

Idėja kilo Abdulazizui Alhaidariui iš Saudo Arabijos teorinės fizikos centro Saudo Arabijoje ir keletui bičiulių, kurie pradeda nuo egzotiškų grafeno, dvimačio anglies pluošto lakšto, savybių apžvalgos.

Viena įdomiausių naujų kietojo kūno fizikos idėjų yra ta, kad grafenas gali veikti kaip egzotiškos reliatyvistinės fizikos tyrimo laboratorija. Pasirodo, elektronines grafeno savybes galima sureguliuoti taip, kad elektronų ir skylių judėjimas per struktūrą 10^6 m/s greičiu matematiškai prilygtų elektronų, keliaujančių vakuume, artimam šviesos greičiui. .

Fizikos kalba jų elgesį valdo ne įprastinė Šrodingerio lygtis, kuriai paklūsta paprasti elektronai, o bemasė Dirako lygtis, nei apibūdina reliatyvistinę fiziką. Šiose lygtyse neatsižvelgiama į masę (kaip rodo pavadinimas), todėl elektronai ir skylės elgiasi taip, tarsi jie neturėtų masės.

Tai svarbu, nes anksčiau reliatyvistinis elektronų elgesys buvo prieinamas tik tiems fizikai, kurie savo kieme turėjo didelės energijos dalelių greitintuvą. Dabar tai gali padaryti bet kuri laboratorija, aprūpinta anglimi, elektra ir laidais.

Tai sukėlė didžiulį susidomėjimą: viena idėja yra ta, kad naujos kartos grafeno pagrindu pagaminti elektroniniai prietaisai galės išnaudoti reliatyvistinėje fizikoje galimus efektus, o ne naudoti paprastus senus vanilės efektus (nors tiksliai kaip dar nėra aišku).

Dabar pereikime prie išdaigų, kurių kartais susiduria teoriniai fizikai, galvodami apie masę. Viena idėja yra ta, kad masė atsiranda dėl to, kad visata turi papildomų, į erdvę panašių matmenų, kurie egzistuoja tik menkiausiuose masteliuose. Fizikai teigia, kad šie matmenys yra sutankinti.

Sutankinti matmenys turi svarbų poveikį kvantinei mechanikai, pakeičiant visatą apibūdinančias lygtis taip, kad jose būtų masės terminas. Šiose teorijose taip atsiranda masė.

„Alhaidari“ ir „co“ idėja yra ta, kad panašus poveikis gali atsirasti grafene, jei galima sutankinti į erdvę panašius grafeno matmenis. Kitaip tariant, jei sumažinsite į erdvę panašių grafeno matmenų skaičių nuo dviejų iki vieno, bemasės lygtys, apibūdinančios elektronų ir skylių elgesį, pasikeis ir apims masės terminą. Tiesą sakant, tankinantys matmenys sukuria masę.

Taigi, kaip sutankinti į erdvę panašius matmenis grafene? Paprasta, suvynioji. Tai pakeičia lakštą į vamzdį, kuris yra efektyviai 1 matmens, bent jau kiek tai susiję su elektronais ir skylėmis.

Yra keletas svarbių matematinių skirtumų tarp masės, kurią galima generuoti tokiu būdu, ir daiktų, ant kurių galite paspausti pirštus. Tačiau dabar fizikai turi galimybę palyginti poveikį įprastoje laboratorijoje.

Galimybė generuoti arba sunaikinti masę tiesiog pakeičiant grafeno geometriją yra galinga idėja. Pirmasis iššūkis bus atkurti efektą laboratorijoje. Per ateinančias savaites tikimasi rasti kietojo kūno fizikų, deginančių vidurnakčio aliejų.

Be to, kyla klausimas, kaip išnaudoti mūsų naujai atrastą galią prieš masę. Pasiūlymus prašome komentarų skiltyje.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1010.3437 : Dinaminis M ass generavimas per erdvės sutankinimą grafenu

paslėpti