जादूचा कोन

गेल्या वर्षी, शास्त्रज्ञांच्या गटाने संशोधनाचे परिणाम सादर केले ज्यामुळे भौतिकशास्त्र समुदायाला धक्का बसला. असे दिसून आले की ग्राफीनच्या फक्त एका अणूच्या जाडीच्या शीट्समध्ये उल्लेखनीय भौतिक गुणधर्म प्राप्त होतात जेव्हा ते एकमेकांच्या संदर्भात योग्य "जादू" कोनात फिरवले जातात (1).

बोस्टनमधील अमेरिकन फिजिकल सोसायटीच्या मार्चच्या बैठकीत, जिथे या दृष्टीकोनातील संशोधनाचे तपशील सादर केले जाणार होते, तेथे शास्त्रज्ञांची गर्दी जमली. काहीजण मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या शास्त्रज्ञांच्या शोधाचा विचार करतात एका नवीन युगाची सुरुवात.

मागील वर्षी पाब्लो जारिलो-हेरेरो यांच्या नेतृत्वाखालील भौतिकशास्त्रज्ञांच्या चमूने ग्राफीनच्या शीटची एक जोडी एकमेकांच्या वर ठेवली, सिस्टमला निरपेक्ष शून्यावर थंड केले आणि एक शीट 1,1 अंशाच्या कोनात दुसर्‍यावर फिरवली. संशोधकांनी व्होल्टेज लागू केले आणि ही यंत्रणा एक प्रकारची इन्सुलेटर बनली, ज्यामध्ये अणू आणि कण यांच्यातील परस्परसंवाद इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीत अडथळा आणतात. प्रणालीमध्ये अधिक इलेक्ट्रॉन्स आणले गेल्याने, प्रणाली एक सुपरकंडक्टर बनली ज्यामध्ये विद्युत चार्ज प्रतिकाराशिवाय हलू शकतो..

— — opowiadał Jarillo-Herrero w serwisie Gizmodo. —

कोनीय रोटेशनचे हे जादुई प्रभाव तथाकथित संबंधित आहेत पट्टे (moiré पट्टे). हा एक प्रकारचा पट्ट्याचा नमुना आहे जो एका विशिष्ट कोनात फिरलेल्या किंवा विकृतीच्या अधीन असलेल्या (एकमेकांच्या संबंधात विकृत) रेषांच्या दोन ग्रिडच्या हस्तक्षेपामुळे (सुपरपोझिशन) तयार केला जातो. जर, उदाहरणार्थ, एक जाळी सपाट पृष्ठभागावर ठेवली असेल आणि दुसरी जाळी विकृत वस्तूला जोडली असेल, तर मोइरे फ्रिंजेस दिसतील. त्यांचा नमुना खूप जटिल असू शकतो आणि स्थान चाचणी अंतर्गत ऑब्जेक्टच्या विकृतीवर अवलंबून असेल.

एमआयटी संशोधकांचे परिणाम अनेक संघांद्वारे डुप्लिकेट केले गेले आहेत, जरी पडताळणी अद्याप चालू आहे आणि भौतिकशास्त्रज्ञ अजूनही या घटनेच्या साराची चौकशी करत आहेत. गेल्या वर्षभरात, या विषयावरील शंभराहून अधिक नवीन पेपर arXiv सर्व्हरवर आले आहेत. मला आठवते की जवळजवळ दहा वर्षांपूर्वी सिद्धांतकारांनी अशा फिरवलेल्या आणि वळलेल्या ग्राफीन प्रणालींमध्ये नवीन भौतिक प्रभाव दिसण्याची भविष्यवाणी केली होती. तथापि, भौतिकशास्त्रज्ञांना सुपरकंडक्टिव्हिटीच्या घटनेच्या उत्पत्ती आणि ग्राफीनमधील डायलेक्ट्रिक अवस्थेचे स्वरूप यासंबंधीचे बरेच प्रश्न अद्याप समजलेले नाहीत.

हरिल्लो-हेरेरोच्या मते, या विषयातील स्वारस्य देखील या वस्तुस्थितीमुळे आहे की अलीकडे भौतिकशास्त्रातील "गरम" विभाग, म्हणजे. ग्राफीन संशोधन आणि इतर द्विमितीय साहित्य, टोपोलॉजिकल गुणधर्म साहित्य (वैशिष्ट्ये जी भौतिक बदल असूनही बदलत नाहीत), अति थंड पदार्थ आणि अद्भुत इलेक्ट्रॉनिक घटनाजे काही पदार्थांमध्ये इलेक्ट्रॉन वितरीत करण्याच्या मार्गाने उद्भवतात.

तथापि, नवीन शोध आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमधील त्याच्या संभाव्य अनुप्रयोगांबद्दल अती उत्साही, काही तथ्ये थंड होतात. उदाहरणार्थ, जादुई कोनात फिरवलेल्या ग्राफीन शीट्सचे तापमान शून्यापेक्षा 1,7 अंश केल्विन राखले पाहिजे आणि असे दिसून आले की ते 1,1 अंशाच्या कोनात न ठेवण्यास "प्राधान्य देतील" - जसे दोन चुंबक ठेवत नाहीत. एकमेकांना समान ध्रुवांना स्पर्श करायचा आहे. हे देखील समजण्यासारखे आहे की एका अणूइतकी पातळ सामग्री हाताळणे कठीण आहे.

Jarillo-Herrero wymyślił dla odkrytych przez siebie efektów nazwę («twistronika»?, «obrotnika»? — a może «morystory», od prążków ?). Wygląda na to, że nazwa będzie potrzebna, bo wielu ludzi nauki i techniki chce badać to zjawisko i szukać dla niego zastosowań.