มุมมายากล

ปีที่แล้ว กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ได้นำเสนอผลการวิจัยที่สร้างความตกใจให้กับชุมชนฟิสิกส์ ปรากฎว่าแผ่นกราฟีนที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียวได้รับคุณสมบัติทางกายภาพที่น่าทึ่งเมื่อหมุนในมุม "เวทย์มนตร์" ที่ถูกต้องโดยสัมพันธ์กัน (1)

ในการประชุมเดือนมีนาคมของ American Physical Society ในเมืองบอสตัน ซึ่งมีการนำเสนอรายละเอียดของการวิจัยในมุมมองนี้ นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งมารวมตัวกัน บางคนคิดว่าการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ จุดเริ่มต้นของยุคใหม่.

ปีล่าสุด, ทีมนักฟิสิกส์ที่นำโดย Pablo Jarillo-Herrero วางแผ่นกราฟีนคู่หนึ่งทับกัน ทำให้ระบบเย็นลงจนใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ และหมุนแผ่นหนึ่งแผ่นทำมุม 1,1 องศาไปอีกด้านหนึ่ง นักวิจัยใช้แรงดันไฟฟ้า และระบบกลายเป็นฉนวนชนิดหนึ่ง ซึ่งปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมกับอนุภาคขัดขวางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน เมื่อมีการนำอิเล็กตรอนเข้าสู่ระบบมากขึ้น ระบบจึงกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดซึ่งประจุไฟฟ้าสามารถเคลื่อนที่ได้โดยไม่มีความต้านทาน.

— — Jarillo-Herrero บอกกับ Gizmodo -

เอฟเฟกต์เวทย์มนตร์ของการหมุนเชิงมุมเหล่านี้เกี่ยวข้องกับสิ่งที่เรียกว่า บั้งยศ (ลายมัวร์เร). นี่เป็นรูปแบบลายทางที่สร้างขึ้นจากการรบกวน (การวางซ้อน) ของเส้นตารางสองเส้นที่หมุนในมุมหนึ่งหรือถูกเปลี่ยนรูป (บิดเบี้ยวเมื่อสัมพันธ์กัน) ตัวอย่างเช่น หากวางตาข่ายหนึ่งไว้บนพื้นผิวเรียบและติดตาข่ายอีกอันเข้ากับวัตถุที่บิดเบี้ยว ขอบมัวร์จะปรากฏขึ้น รูปแบบของพวกมันอาจซับซ้อนมาก และตำแหน่งจะขึ้นอยู่กับการเสียรูปของวัตถุที่ทดสอบ

ผลลัพธ์ของนักวิจัยของ MIT ถูกทำซ้ำโดยหลายทีม แม้ว่าการตรวจสอบจะยังดำเนินต่อไปและนักฟิสิกส์ยังคงตรวจสอบสาระสำคัญของปรากฏการณ์นี้อยู่ ในปีที่ผ่านมา มีเอกสารใหม่มากกว่าร้อยฉบับในหัวข้อนี้ปรากฏบนเซิร์ฟเวอร์ arXiv ฉันจำได้ว่าเกือบสิบปีที่แล้วนักทฤษฎีคาดการณ์ลักษณะพิเศษทางกายภาพใหม่ ๆ ในระบบกราฟีนที่หมุนและบิดเบี้ยวเช่นนี้ อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์ยังคงไม่เข้าใจคำถามมากมายเกี่ยวกับที่มาของปรากฏการณ์ความเป็นตัวนำยิ่งยวดและธรรมชาติของสถานะไดอิเล็กทริกในกราฟีน

จากข้อมูลของ Harillo-Herrero ความสนใจในเรื่องนี้ก็เนื่องมาจากความจริงที่ว่าเมื่อเร็ว ๆ นี้หัวข้อฟิสิกส์ที่ "ร้อนแรง" เช่น การวิจัยกราฟีน และวัสดุสองมิติอื่นๆ คุณสมบัติทอพอโลยี วัสดุ (ลักษณะที่ไม่เปลี่ยนแปลงแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ) สุดยอดเรื่องเย็น และวิเศษมาก ปรากฏการณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเกิดขึ้นจากการกระจายอิเล็กตรอนในวัสดุบางชนิด

อย่างไรก็ตาม ด้วยความตื่นเต้นมากเกินไปเกี่ยวกับการค้นพบใหม่และการใช้งานที่เป็นไปได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ข้อเท็จจริงบางอย่างก็เย็นลง ตัวอย่างเช่น แผ่นกราฟีนที่หมุนในมุมมหัศจรรย์จะต้องรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 1,7 องศาเคลวินเหนือศูนย์สัมบูรณ์ และปรากฎว่าพวกเขา "ไม่ต้องการ" ที่มุม 1,1 องศา เช่นเดียวกับแม่เหล็กสองตัวที่ไม่ชอบ ต้องการสัมผัสกันที่เสาเดียวกัน เป็นที่เข้าใจกันว่าวัสดุที่บางเพียงอะตอมเดียวนั้นยากต่อการจัดการ

Jarillo-Herrero ตั้งชื่อเอฟเฟกต์ที่เขาค้นพบ ("twistronika"?, "rotnik"? - หรืออาจเป็น "moristors" จากแถบ?) ดูเหมือนว่าจะจำเป็นต้องมีชื่อเนื่องจากผู้คนจำนวนมากในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต้องการวิจัยปรากฏการณ์นี้และมองหาการประยุกต์ใช้กับมัน