211service.com
Masu var “izveidot” grafēna iekšpusē, saka fiziķi
Masu būtība ir viena no lielākajām zinātnes mīklām. Kas ir masu un no kurienes tā nāk, ir jautājumi, kas gadsimtiem ilgi ir mulsinājuši zinātniekus un filozofus.
Tātad ieteikums, ka masu var izveidot oglekļa nanocaurulēs, radīs ievērojamu galvas skrāpējumu.
Ideja nāk no Abdulaziz Alhaidari no Saūda Arābijas Teorētiskās fizikas centra Saūda Arābijā un dažiem draugiem, kuri sāk ar pārskatu par grafēna eksotiskajām īpašībām, kas ir divdimensiju oglekļa stieņa loksne.
Viena no aizraujošākajām jaunajām idejām cietvielu fizikā ir tāda, ka grafēns var darboties kā laboratorija eksotiskās relatīvistiskās fizikas pētīšanai. Izrādās, ka grafēna elektroniskās īpašības var noregulēt tā, lai elektronu un caurumu kustība caur struktūru ar ātrumu 10^6 m/s ir matemātiski līdzvērtīga elektronu uzvedībai, kas pārvietojas vakuumā tuvu gaismas ātrumam. .
Fizikas valodā viņu uzvedību regulē nevis parastais Šrēdingera vienādojums, kuram pakļaujas parastie elektroni, bet gan bezmasas Diraka vienādojums, nekā apraksta relatīvistisko fiziku. Šajos vienādojumos nav ņemta vērā masa (kā norāda nosaukums), tāpēc elektroni un caurumi uzvedas tā, it kā tiem nebūtu masas.
Tas ir svarīgi, jo agrāk elektronu relatīvā uzvedība bija pieejama tikai fiziķiem, kuru pagalmā bija lielas enerģijas daļiņu paātrinātājs. Tagad to var izdarīt jebkura laboratorija, kas aprīkota ar oglekli, elektrību un vadiem.
Tas ir izraisījis milzīgu interesi: viena ideja ir tāda, ka jaunās paaudzes elektroniskās ierīces, kuru pamatā ir grafēns, varēs izmantot relativistiskajā fizikā iespējamos efektus, nevis izmantot vienkāršus vecos vaniļas efektus (lai gan, kā tieši tas vēl nav skaidrs).
Tagad pāriesim pie muļķībām, ar kurām reizēm saskaras teorētiskie fiziķi, domājot par masu. Viena ideja ir tāda, ka masa rodas tāpēc, ka Visumam ir papildu, kosmosam līdzīgas dimensijas, kas pastāv tikai mazākajos mērogos. Fiziķi saka, ka šie izmēri ir saspiesti.
Sablīvētiem izmēriem ir svarīga ietekme kvantu mehānikā, mainot vienādojumus, kas apraksta Visumu, lai tajos būtu iekļauts masas termins. Šajās teorijās tā rodas masa.
Alhaidari un co ideja ir tāda, ka līdzīgs efekts var rasties grafēnā, ja grafēnā var saspiest kosmosa izmērus. Citiem vārdiem sakot, ja samazināsiet telpai līdzīgu izmēru skaitu grafēnā no diviem uz vienu, bezmasas vienādojumi, kas apraksta elektronu un caurumu uzvedību, mainīsies, iekļaujot masas terminu. Faktiski blīvēšanas izmēri rada masu.
Tātad, kā grafēnā kompaktēt telpai līdzīgus izmērus? Vienkārši, jūs to sarullat. Tas maina loksni par cauruli, kas ir faktiski 1-dimensijas, vismaz ciktāl tas attiecas uz elektroniem un caurumiem.
Pastāv dažas svarīgas matemātiskas atšķirības starp masu, ko var ģenerēt šādā veidā, un materiāliem, uz kuriem varat uzsist savus pirkstus. Bet tagad fiziķiem ir iespēja salīdzināt efektus parastā laboratorijā.
Spēja radīt vai iznīcināt masu, vienkārši mainot grafēna ģeometriju, ir spēcīga ideja. Pirmais izaicinājums būs reproducēt efektu laboratorijā. Gaidāms, ka tuvāko nedēļu laikā tiks atrasti cietvielu fiziķi, kas sadedzina pusnakts eļļu.
Turklāt jautājums ir par to, kā izmantot mūsu jaunatklāto spēku pār masu. Ieteikumus, lūdzu, komentāru sadaļā.
Atsauce: arxiv.org/abs/1010.3437 : dinamiska M ass paaudze, izmantojot kosmosa sablīvēšanu grafēnā