Нобелевские лауреаты Андрей Гейм и Константин Новоселов выяснили, что внутри графена можно воссоздать условия, идентичные тем, в которых материя возникает из пустоты вакуума в окрестностях черных дыр и других космических объектов. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Манчестерского университета.
"Когда мы впервые столкнулись с этим эффектом, мы подумали, что имеем дело с новой формой сверхпроводимости. Последующее изучение показало, что аномалии в поведении графена были связаны с другим физическим феноменом, который обычно изучается в рамках астрофизики и физики частиц", - заявил научный сотрудник Манчестерского университета (Великобритания) Рошан Кришна Кумар, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как считают ученые, вакуум нельзя назвать абсолютно пустым и безжизненным пространством. В реальности, как об этом говорят законы квантовой физики, он заполнен множеством непрерывно рождающихся и исчезающих пар виртуальных частиц и античастиц. Расчеты специалистов показывают, что этот квантовый шум должен влиять на поведение всех остальных объектов микро- и макромира.
Яркий пример этого - так называемый эффект Швингера. Он проявляется в том, что сверхмощные электрические или магнитные поля будут воздействовать на вакуум таким образом, что часть пар виртуальных частиц и античастиц будут разрываться и формировать вполне реальные позитроны и электроны, а также другие типы формы материи и антиматерии.
Подобным образом, как сегодня предполагают ученые, возникают частицы антиматерии в окрестностях сверхмассивных черных дыр, нейтронных звезд и других объектов космоса, вырабатывающих сверхмощные электрические и магнитные поля. Кумар, Гейм и Новоселов и их коллеги выяснили, что эффект Швингера можно увидеть и в лаборатории при опытах с очень узкими полосками графена.
Изначально ученые пытались понять, как размеры подобных наноструктур, их устройство и число слоев графена в них влияют на скорость и характер движения электронов внутри них. Для этого ученые прикладывали внешние электрические поля к графену и отслеживали то, как менялось сопротивление и другие свойства углерода.
Эти опыты неожиданно указали на то, что при определенной силе внешних полей электроны начинали двигаться с предположительно сверхсветовой скоростью. Последующие замеры и расчеты показали, что этот "невозможный" эффект возникал из-за того, что внутри полоски графена спонтанно появлялись новые носители заряда.
Процесс их формирования, по словам физиков, был полностью идентичен тому, как формируется материя в результате работы эффекта Швингера. Это позволяет использовать аналогичные конструкции из графена для последующего изучения особенностей того, как материя рождается из пустоты вакуума, а также проверки возможных практических применений этого эффекта, подытожили ученые.
