I "film" più veloci mai realizzati sul movimento degli elettroni sono stati catturati dai ricercatori utilizzando l'Advanced Photon Source (APS) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ad Argonne e il Frederick Seitz Materials Research Laboratory dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign (UIUC) . I film, che sono stati creati diffondendo i raggi X dal grafene, mostrano che l'interazione tra gli elettroni del grafene è sorprendentemente debole.

Utilizzando esperimenti di diffusione di raggi X anelastici presso la linea di luce a raggi X 9-ID della divisione scientifica a raggi X presso l'APS, i fisici dell'UIUC hanno ripreso il movimento degli elettroni nel grafene con risoluzioni di 0,533 e 10,3 attosecondi. I loro risultati sono stati pubblicati nel numero del 5 novembre di Scienza .

Esattamente quanto sono piccole e veloci queste misurazioni? Un angstrom è 1/10, 000, 000, 000 di un metro, circa la larghezza di un atomo di idrogeno. E un attosecondo sta a un secondo come un secondo sta all'età dell'Universo.

Il Premio Nobel per la Fisica 2010 è stato assegnato ad Andre Geim e Konstantin Novoselov per il loro lavoro sul grafene, un foglio spesso un atomo di atomi di carbonio disposti in uno schema a nido d'ape che mostra molte proprietà intriganti, compresa una grande forza, flessibilità, ottima conducibilità elettrica, e resistenza al calore. Di conseguenza, il grafene è un materiale candidato per un'ampia gamma di applicazioni, compresa una nuova generazione di low cost, elettronica flessibile. Una delle principali domande in sospeso su questo materiale è se gli elettroni nel grafene si muovano indipendentemente, o se il loro moto è correlato alla repulsione coulombiana.

I ricercatori di questo studio hanno scoperto che il grafene scherma le interazioni di Coulomb in modo sorprendentemente efficace, facendolo agire come un semplice, semimetallo a elettroni indipendenti. Il loro lavoro spiega diversi misteri, compreso il motivo per cui il grafene indipendente non riesce a diventare un isolante come previsto. Lo studio dimostra anche un nuovo approccio allo studio della dinamica ultraveloce, creando una nuova finestra sulle proprietà più fondamentali dei materiali.