Per la prima volta nel grafene sono stati osservati elettroni che agiscono come miele a lento versamento, proponendo un nuovo approccio alla fisica fondamentale.

È noto che gli elettroni si muovono attraverso i metalli come i proiettili che vengono riflessi solo da imperfezioni, ma nel grafene si muovono come in un liquido molto viscoso, Lo hanno scoperto i ricercatori dell'Università di Manchester.

La possibilità di un flusso altamente viscoso di elettroni nei metalli è stata prevista diversi decenni fa, ma nonostante numerosi sforzi mai osservati, fino ad ora come riportato sulla rivista Scienza .

L'osservazione e lo studio di questo effetto permette una migliore comprensione del comportamento controintuitivo delle particelle interagenti, dove mancano le conoscenze umane e le tecniche matematiche sviluppate.

Grafene materiale spesso un atomo, esplorato per la prima volta dieci anni fa da un team dell'Università di Manchester, è rinomata per le sue numerose proprietà superlative e, specialmente, conducibilità elettrica eccezionalmente elevata.

È opinione diffusa che gli elettroni nel grafene possano muoversi "balisticamente", come proiettili o palle da biliardo che si disperdono solo ai bordi del grafene o altre imperfezioni.

La realtà non è così semplice, come scoperto da un gruppo di Manchester guidato da Sir Andre Geim in collaborazione con ricercatori italiani guidati dal Prof Marco Polini.

Hanno osservato che la corrente elettrica nel grafene non scorreva lungo il campo elettrico applicato, come in altri materiali, ma viaggiava all'indietro formando vortici dove apparivano correnti circolari. Tale comportamento è familiare per i liquidi convenzionali come l'acqua che fa vortici quando scorre intorno agli ostacoli, Per esempio, nei fiumi.

Gli scienziati hanno misurato la viscosità di questo strano nuovo liquido nel grafene, che consiste non di molecole d'acqua ma di elettroni. Con sorpresa dei ricercatori, il fluido elettronico può essere 100 volte più viscoso del miele, anche a temperatura ambiente.

La scoperta scientifica è importante per capire come funzionano i materiali a dimensioni sempre più piccole richieste dall'industria dei semiconduttori perché è più probabile che tali vortici appaiano su micro e nanoscala.

L'osservazione mette in discussione anche la nostra attuale comprensione della fisica dei metalli altamente conduttivi, soprattutto il grafene stesso.

L'esistenza simultanea di tali proprietà apparentemente incompatibili, con gli elettroni che si comportano come proiettili e un liquido nello stesso materiale richiede un ripensamento fondamentale sulla nostra comprensione delle proprietà dei materiali.

Il professor Polini ha commentato:"Facendo sforzi decennali per trovare anche piccoli segni di un flusso viscoso nei metalli, siamo rimasti sbalorditi dal fatto che il grafene abbia mostrato non solo qualche piccolo blip su una curva sperimentale, ma il chiaro effetto qualitativo, un grande riflusso di corrente elettrica."

Sir André Geim, che ha ricevuto un premio Nobel per il grafene, ha aggiunto:"Il grafene non può smettere di stupirci. Ora dobbiamo pensare a lungo e intensamente a come collegare comportamenti così contraddittori come il movimento balistico degli elettroni, che si vede senza dubbio nel grafene, con questa nuova stranezza quantistica derivante dal loro movimento collettivo. È necessario un forte adeguamento della nostra comprensione della fisica".