Электроны черепахи, пытающиеся догнать зайцы-фотоны, придают графену проводимость

Из-за структуры сотовой решетки материала атома углерода толщиной в один слой энергия электронов изменяется в соответствии с их скоростью. Если бы нам пришлось изобразить спектр скорости электронов, он бы напоминал конус. Наклон конуса — это скорость электронов, которая в триста раз меньше скорости света.

В этом исследовании физики разработали способ проверки того, что происходит, когда электроны взаимодействуют друг с другом. Для этого они использовали псевдоквантовую электродинамику (PQED), теорию, которая эффективно описывает взаимодействие между электронами, опосредованное фотонами, существующими в различных пространственно-временных измерениях.

В то время как электроны ограничены движением по плоскости, фотоны могут свободно перемещаться в трехмерном пространстве.В рамках исследования авторы также учли слабое магнитное поле, перпендикулярное плоскости графена. Затем они использовали два разных метода, чтобы изучить влияние тенденции на то, как энергия электронов распространяется вокруг вершины конуса.

Удивительное открытие заключается в том, что электроны имеют тенденцию увеличивать свою скорость по направлению к скорости фотонов, которые движутся со скоростью света. И слабое магнитное поле не меняет этой тенденции.

Следовательно, коллективное поведение электронов, связанное с проводимостью, остается таким же, как и в отсутствие слабого поля.