Il modo in cui gli elettroni interagiscono con altri elettroni su scala quantistica nel grafene influisce sulla velocità con cui viaggiano nel materiale, portando alla sua alta conduttività. Ora, Natália Menezes e Cristiane Morais Smith del Center for Extreme Matter and Emergent Phenomena dell'Università di Utrecht, Paesi Bassi, e un collega brasiliano, Van Sergio Alves, hanno sviluppato un modello attribuendo la maggiore conduttività del grafene all'effetto accelerante degli elettroni che interagiscono con i fotoni sotto un debole campo magnetico. I loro risultati sono stati pubblicati in EPJ SI .
A causa della struttura a reticolo a nido d'ape del materiale atomo di carbonio a uno strato di spessore, l'energia degli elettroni varia in funzione della loro velocità. Se dovessimo immaginare lo spettro della velocità degli elettroni, assomiglierebbe a un cono. La pendenza del cono è la velocità dell'elettrone, che è trecento volte più piccola della velocità della luce.
In questo studio, i fisici hanno escogitato un modo per testare cosa succede quando gli elettroni interagiscono tra loro. Fare così, hanno usato l'elettrodinamica pseudo-quantistica (PQED), una teoria che descriva efficacemente l'interazione tra elettroni mediata da fotoni esistenti in diverse dimensioni spazio-temporali. Mentre gli elettroni si limitano a propagarsi su un piano, i fotoni sono liberi di muoversi nello spazio 3D.
Nell'ambito dello studio, gli autori hanno anche preso in considerazione un debole campo magnetico perpendicolare al piano del grafene. Hanno quindi utilizzato due metodi diversi per esaminare il suo effetto di tendenza sul modo in cui l'energia degli elettroni si distribuisce attorno al vertice del cono. La scoperta sorprendente è che gli elettroni hanno la tendenza ad aumentare la loro velocità verso quella dei fotoni, che viaggiano alla velocità della luce. E il debole campo magnetico non cambia questa tendenza. Perciò, il comportamento collettivo degli elettroni, che è legato alla conduttività, rimane lo stesso che in assenza di un campo debole.
