sudut ajaib

Tahun lepas, sekumpulan saintis membentangkan hasil penyelidikan yang mengejutkan komuniti fizik. Ternyata kepingan graphene hanya setebal satu atom memperoleh sifat fizikal yang luar biasa apabila ia diputar pada sudut "ajaib" yang betul berkenaan antara satu sama lain (1).

Pada mesyuarat Mac Persatuan Fizikal Amerika di Boston, di mana butiran penyelidikan dalam perspektif ini akan dibentangkan, sekumpulan saintis berkumpul. Ada yang menganggap penemuan saintis di Massachusetts Institute of Technology permulaan era baru.

Tahun lepas, sepasukan ahli fizik yang diketuai oleh Pablo Jarillo-Herrero meletakkan sepasang helaian graphene di atas satu sama lain, menyejukkan sistem kepada hampir sifar mutlak, dan memutarkan satu helaian 1,1 darjah ke satu sama lain. Para penyelidik menggunakan voltan, dan sistem itu menjadi sejenis penebat, di mana interaksi antara atom itu sendiri dan zarah menghalang pergerakan elektron. Apabila lebih banyak elektron dimasukkan ke dalam sistem, sistem itu menjadi superkonduktor di mana cas elektrik boleh bergerak tanpa rintangan..

— — opowiadał Jarillo-Herrero w serwisie Gizmodo. —

Kesan ajaib putaran sudut ini berkaitan dengan apa yang dipanggil band (belang moiré). Ini adalah sejenis corak jalur yang dicipta akibat gangguan (superposisi) dua grid garisan yang diputar pada sudut tertentu atau tertakluk kepada ubah bentuk (terherot dalam hubungan antara satu sama lain). Jika, sebagai contoh, satu jejaring diletakkan di atas permukaan rata dan satu jejaring lain dilekatkan pada objek yang cacat, maka pinggiran moiré akan muncul. Corak mereka boleh menjadi sangat kompleks, dan lokasi akan bergantung pada ubah bentuk objek yang diuji.

Keputusan penyelidik MIT telah diduplikasi oleh beberapa pasukan, walaupun pengesahan masih berterusan dan ahli fizik masih menyiasat intipati fenomena itu. Sepanjang tahun lalu, lebih daripada seratus kertas baharu mengenai topik ini telah muncul di pelayan arXiv. Saya teringat bahawa hampir sepuluh tahun yang lalu ahli teori meramalkan kemunculan kesan fizikal baharu dalam sistem graphene yang diputar dan dipintal itu. Walau bagaimanapun, ahli fizik masih tidak memahami banyak soalan mengenai asal usul fenomena superkonduktiviti dan sifat keadaan dielektrik dalam graphene.

Menurut Harillo-Herrero, minat dalam subjek itu juga disebabkan oleh fakta bahawa baru-baru ini bahagian fizik "panas", i.e. penyelidikan graphene dan bahan dua dimensi lain, sifat topologi bahan (ciri yang tidak berubah walaupun perubahan fizikal), bahan super sejuk dan indah fenomena elektronikyang timbul daripada cara pengagihan elektron dalam beberapa bahan.

Walau bagaimanapun, terlalu teruja dengan penemuan baharu dan potensi aplikasinya dalam peranti elektronik, beberapa fakta menjadi sejuk. Sebagai contoh, helaian graphene yang diputar pada sudut ajaib mesti mengekalkan suhu 1,7 darjah Kelvin di atas sifar mutlak, dan ternyata ia "lebih suka" untuk tidak dipegang pada sudut 1,1 darjah - sama seperti dua magnet tidak nak sentuh tiang yang sama. Ia juga boleh difahami bahawa bahan nipis seperti satu atom sukar untuk dimanipulasi.

Jarillo-Herrero wymyślił dla odkrytych przez siebie efektów nazwę («twistronika»?, «obrotnika»? — a może «morystory», od prążków ?). Wygląda na to, że nazwa będzie potrzebna, bo wielu ludzi nauki i techniki chce badać to zjawisko i szukać dla niego zastosowań.