РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Почти прозрачный углерод: Константа «на коленке»

Изучение крохотного кусочка графена позволило точно измерить одну из важнейших физических констант, определяющих облик всего мироздания.
Популярная механика
Популярная механика редакция

Наше мироздание строго определяется набором фундаментальных констант — например, скоростью света в вакууме, постоянной Планка или зарядом электрона. Будь хоть одна из них немного другой — мы жили бы в совершенно другой Вселенной, а скорей всего, не жили бы вовсе, поскольку такая Вселенная попросту не могла бы существовать. Одна из них — постоянная тонкой структуры, которая определяет силу электромагнитного взаимодействия. Эта константа характеризует силу взаимодействия между электрическими зарядами и фотонами, и значение ее нельзя вывести теоретически, а можно только установить на опыте: примерно 1/137. Измените значение этой постоянной на какие-то доли процента, и все в мире пойдет «не так»: к примеру, не смогут идти термоядерные реакции, которые протекают в недрах звезд и формируют всю гамму химических элементов из двух самых легких (водорода и гелия).

Неожиданные результаты удалось получить группе европейских исследователей во главе с Андре Геймом (Andre Geim) при опытах с графеном — плоской решетке из одинарного слоя атомов углерода, кстати, впервые полученной тоже Андре Геймом вместе с нашим соотечественником Константином Новоселовым. По сути, это самый тонкий материал в мире — из него удается получить пленки макроскопической величины и толщиной в один-единственный атом, так что даже для невооруженного глаза он предстает прозрачным.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Изучая такие пленки, Гейм с соавторами показали, что атомарный слой графена, все же, поглощает некоторую строго определенную долю видимого света. Измерения показали, что эта доля равна 2,3%. Казалось бы, причем тут фундаментальные константы?

Дело в том, что это число, разделенное на число Пи, и дает в результате точное значение постоянной тонкой структуры. Дело в том, что электроны в кристаллической решетке графена ведут себя так, будто они совсем не обладают массой. А значит, их взаимодействие с фотонами света будет определяться только элементарным зарядом. В итоге технически несложный эксперимент позволил непосредственно измерить величину одной из самых непростых из фундаментальных констант.

Между прочим, именно графен (а вовсе не алмаз) является рекордсменом жесткости. И это его свойство ученые не намерены оставить без дела. Читайте: «Как взвесить атом».

По информации PhysOrg.Com

Загрузка статьи...