Проверить теорию относительности поможет графен
|
Ученые из Манчестера и Черноголовки полагают, что для проверки положений теории относительности не нужны дорогостоящие ускорители элементарных частиц или космические телескопы, следящие за удаленными галактиками. Иногда достаточно небольшого кусочка графита.
Точнее говоря, не просто графита, а графена (graphene, C62H20) — получаемой из графита двухмерной углеродной пленки толщиной всего в один атом. Графен был открыт год назад совместными усилиями физиков из британского Манчестерского университета под руководством Андре Гейма (Andre Geim) и российского Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов в Черноголовке под руководством Константина Новоселова. Получается он путем механического срезания верхнего слоя графитового блока с последующим разделением его на атомарные монослои с помощью лазера.
Изучение этого нового материала показало, что он, в силу своей высокой прочности и электропроводности, не только представляет значительную ценность для целого ряда отраслей промышленности, но и может быть использован для проведения экспериментов по проверке положений теории относительности. Профессор Андре Гейм надеется, что этот материал облегчит жизнь физикам и удешевит стоимость экспериментов, экономя правительствам и частным лицам миллиарды долларов.
Кое-какие фундаментальные эксперименты с графеном уже проведены. Так, в своей статье, опубликованной 10 ноября на страницах журнала Nature, российские, британские и голландские физики утверждают, что электрические заряды в графене ведут себя как релятивистские частицы с нулевой массой покоя. Эти частицы, известные как безмассовые фермионы Дирака, предсказаны теорией относительности Эйнштейна и описаны уравнением Дирака.
Кроме того, в работе говорится и о ряде новых релятивистских эффектов, полученных при экспериментах с графеном. В частности, безмассовые фермионы Дирака в магнитном поле приобретают динамическую массу, описываемую с помощью известного уравнения E = mc2, точно так же, как ее приобретают и не имеющие массы фотоны, под действием силы тяготения Солнца, сообщается в пресс-релизе Манчестерского университета.
Один из авторов исследования, Константин Новоселов, заметил: «Целочисленный и дробный квантовый эффект Холла — два замечательных открытия конца XX века. Их значение не так легко объяснить, но оба они были удостоены Нобелевской премии. Возможно, кто-то оценит важность проделанной нами работы, если я скажу, что одно из новых явлений, которые нам удалось наблюдать, можно охарактеризовать как релятивистский эффект Холла».
