Новости науки и техники вразброс

Ученые сообщают о создании псевдомагнитных полей, намного больших по силе, чем любые магнитные поля, когда-либо получаемые в лабораторных условиях — и все это лишь приложением механического напряжения к листу графена.

«Мы экспериментально показали, что тогда, когда графен растягивается с образованием нанопузырей на платиновой подложке, электроны в нем ведут себя так, как если бы они были подвержены действию магнитного поля индукцией свыше 300 тесла — хотя никакое магнитное поле к ним не прикладывалось», — пишет Кромми. «Это совершенно новое физическое явление, не имеющее аналогов». Текущий рекорд для полученного в лаборатории традиционным путем постоянного магнитного поля — 85 тесла, выше магниты просто разрушаются сами собой.

В данном случае никакого магнитного поля нет, но электроны все равно ведут себя так, как будто к ним приложено магнитное поле с невероятной индукцией в сотни тесла — в десятки миллионов раз сильнее магнитного поля Земли.

Сама идея появления псевдомагнитных полей при деформации графена была высказана теоретиками совсем недавно — в начале 2010 года испанский физик Франциско Гинеа из Мадридского института материаловедения предсказал, что при растягивании графена по трем кристаллографическим направлениям электроны в нем будут вести себя подобно электронам в сильном магнитном поле. Причиной этого является изменение длины связей между атомами и, следовательно, движения свободных электронов между ними. Гинеа также является одним из авторов данной работы.

В классической физике электроны в магнитном поле двигаются по циклотронным орбитам, имеющим форму окружности. В квантовой механике, однако, циклотронные орбиты квантуются, делясь на дискретные энергетические уровни (уровни Ландау). Количество электронов на каждом уровне зависит от силы магнитного поля — чем сильнее поле, тем на более высокие уровни «забираются» электроны и тем больше электронов на каждом уровне. Именно это и происходит в деформированном графене, но без магнитного поля.

 

Российский теоретик Иван Олейник и американский экспериментатор Матиас Бацилл разработали транзистор наноразмера. В результате может возникнуть принципиально новая электроника на углероде.

Революционным достижением международной группы ученых является создание дефектной полоски между двумя графеновыми листами. Самое интересное, что этот дефект представляет собой не инородные атомы, а структуру из тех же самых атомов углерода, только уложенных не в шестиугольники, а в восьми- и пятиугольники. Главным свойством этой полоски наноразмера является высокая, "металлическая", электропроводность. В результате, как говорит ведущий научный сотрудник Института химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, в котором Иван Олейник защищал свою кандидатскую диссертацию, ученые получили сэндвич диэлектрик-проводник-диэлектрик, или слоистый транзистор сверхмалого размера.

 

В число таких экзотических изотопов входит и бериллий-11. В нем один нейтрон должен создавать гало вокруг компактного ядра бериллия-10. Время жизни бериллия-11 невелико, менее секунды, поэтому исследовать такой изотоп крайне сложно, тем более что судить о строении ядра приходится по косвенным данным, ведь нет способов провести прямые измерения. Однако современные лазерные технологии позволили группе Нёртерсхойзера заглянуть внутрь ядра. И там они обнаружили нечто не согласующееся с современной ядерной физикой: расстояние от гало до плотного остатка составляет 7 фемтометров. Радиус же этого остатка равен 2,5 фемтометра, то есть нейтрон удален от ближайшего нуклона на 5 фемтометров. А сильное взаимодействие, которое собирает нуклоны в ядро, действует только на расстоянии в 2—3 фемтометров.

Чтобы не предполагать наличие каких-то неизвестных науке сил, немецкие ученые свалили все на квантово-механические эффекты: если рассматривать каждую частицу в виде волновой функции, то можно заметить протяженные "хвосты" распределения плотности этой функции. Они-то и попадают в область действия сильного взаимодействия. То есть с какой-то вероятностью эти силы на нейтрон действуют, с какой-то нет, а точнее никто ничего пока сказать не может.