angle màgic

L'any passat, un grup de científics va presentar els resultats d'una investigació que va sorprendre la comunitat física. Va resultar que les làmines de grafè d'un sol àtom de gruix adquireixen propietats físiques notables quan es giren a l'angle "màgic" correcte les unes amb les altres (1).

A la reunió de març de l'American Physical Society a Boston, on s'havien de presentar els detalls de la investigació en aquesta perspectiva, es va reunir una multitud de científics. Alguns consideren el descobriment de científics de l'Institut Tecnològic de Massachusetts començament d'una nova era.

L'any passat, un equip de físics dirigit per Pablo Jarillo-Herrero va col·locar un parell de làmines de grafè una sobre l'altra, van refredar el sistema a prop del zero absolut i van girar una làmina amb un angle d'1,1 graus respecte a l'altra. Els investigadors van aplicar una tensió i el sistema es va convertir en una mena d'aïllant, en el qual la interacció entre els propis àtoms i les partícules impedeix el moviment dels electrons. A mesura que s'introduïen més electrons al sistema, el sistema es va convertir en un superconductor en el qual la càrrega elèctrica es podia moure sense resistència..

— — Va dir Jarillo-Herrero a Gizmodo. —

Aquests efectes màgics de la rotació angular estan relacionats amb els anomenats ratlles ( ratlles moiré ). Es tracta d'una mena de patró de ratlles creat com a resultat de la interferència (superposició) de dues quadrícules de línies girades en un angle determinat o sotmeses a deformacions (distorsionades entre si). Si, per exemple, una malla es col·loca sobre una superfície plana i una altra malla s'uneix a un objecte deformat, apareixeran serrells moiré. El seu patró pot ser molt complex i la ubicació dependrà de la deformació de l'objecte a prova.

Els resultats dels investigadors del MIT han estat duplicats per diversos equips, tot i que la verificació encara està en curs i els físics encara estan investigant l'essència del fenomen. Durant l'últim any, més d'un centenar de nous articles sobre aquest tema han aparegut al servidor arXiv. Vaig recordar que fa gairebé deu anys els teòrics van predir l'aparició de nous efectes físics en aquests sistemes de grafè girats i retorçats. Tanmateix, els físics encara no entenen moltes preguntes sobre l'origen del fenomen de la superconductivitat i la naturalesa dels estats dielèctrics del grafè.

Segons Harillo-Herrero, l'interès pel tema també es deu al fet que recentment les seccions "calentes" de la física, és a dir. investigació del grafè i altres materials bidimensionals, propietats topològiques materials (característiques que no canvien malgrat els canvis físics), matèria súper freda i meravellós fenòmens electrònicsque sorgeixen de la manera com es distribueixen els electrons en alguns materials.

Tanmateix, massa entusiasmats amb el nou descobriment i les seves possibles aplicacions en dispositius electrònics, alguns fets es refreden. Per exemple, les làmines de grafè girades en un angle màgic han de mantenir una temperatura d'1,7 graus Kelvin per sobre del zero absolut, i resulta que "preferirien" que no es mantinguin en un angle d'1,1 graus, com no ho fan dos imants. volen tocar-se els mateixos pols. També és comprensible que un material tan prim com un àtom sigui difícil de manipular.

Jarillo-Herrero va donar un nom als efectes que va descobrir ("twistronika"?, "rotnik"? - o potser "moristors", de ratlles?). Sembla que caldrà un nom perquè molta gent en ciència i tecnologia vol investigar aquest fenomen i buscar-hi aplicacions.