Вивчення крихітного шматочка графену дозволило точно виміряти одну з найважливіших фізичних констант, що визначають вигляд всього світобудови.
Наша світобудова суворо визначається набором фундаментальних констант - наприклад, швидкістю світла у вакуумі, постійною Планка або зарядом електрону. Будь хоч одна з них трохи інша - ми жили б у зовсім іншому Всесвіті, а скоріше за все, не жили б зовсім, оскільки такий Всесвіт просто не міг би існувати. Одна з них - постійна тонкої структури, яка визначає силу електромагнітної взаємодії. Ця константа характеризує силу взаємодії між електричними зарядами і фотонами, і значення її не можна вивести теоретично, а можна тільки встановити на досвіді: приблизно 1/137. Змініть значення цієї постійної на якісь частки відсотка, і все в світі піде «не так»: наприклад, не зможуть йти термоядерні реакції, які протікають у надрах зірок і формують всю гаму хімічних елементів з двох найлегших (водню і гелію).
Несподівані результати вдалося отримати групі європейських дослідників на чолі з Андре Геймом (Andre Geim) при дослідах з графеном - плоскої решітці з одинарного шару атомів вуглецю, до речі, вперше отриманої теж Андре Геймом разом з нашим співвітчизником Костянтином Новоселовим. По суті, це найтонший матеріал у світі - з нього вдається отримати плівки макроскопічної величини і товщиною в один-єдиний атом, так що навіть для неозброєного ока він постає прозорим.
Вивчаючи такі плівки, Гейм зі співавторами показали, що атомарний шар графена, все ж, поглинає деяку суворо певну частку видимого світла. Вимірювання показали, що ця частка дорівнює 2,3%. Здавалося б, причому тут фундаментальні константи?
Справа в тому, що це число, поділене на число Пі, і дає в результаті точне значення постійної тонкої структури. Справа в тому, що електрони в кристалічній решітці графена ведуть себе так, ніби вони зовсім не володіють масою. А значить, їх взаємодія з фотонами світла буде визначатися тільки елементарним зарядом. У підсумку технічно нескладний експеримент дозволив безпосередньо виміряти величину однієї з найбільш непростих з фундаментальних констант.
Між іншим, саме графен (а зовсім не алмаз) є рекордсменом жорсткості. І цю його властивість вчені не мають наміру залишити без діла. Читайте: «Як зважити атом».
За інформацією PhysOrg.Com
