Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Co má obyčejná tužka společného s kvantovým tunelováním

  13:01aktualizováno  13:01
Obyčejné tužka a kvantové tunelování nemají na první pohled společného nic. Ale podle nejnovější studie vlastností graphenu – exotického materiálu tvořeného atomy uhlíku možná hodně. Graphen by přitom mohl být materiálem budoucnosti.

Graphen spatřil světlo světa v roce 2004 v laboratoři Andrého Geima, výzkumného pracovníka Manchesterské univerzity. Tvoří jej rovinná síť několika vrstev vzájemně propojených atomů uhlíku uspořádaných do tvaru šestiúhelníků podobně jako u pláství medu.

Pro lepší názornost si představte, že gumujete čáry tužkou na papíře. Při tom vlastně neděláte nic jiného, než že postupně smazáváte jednotlivé vrstvy grafitu. Gumujete dál, až vám na papíře zbydou pouhé jedna nebo dvě vrstvy grafitu, a právě to je graphen - nejtenčí možný grafit, materiál velmi podivných vlastností, do jehož využití vkládají vědci velké naděje.

Kleinův paradox

Geimův tým ve své práci naznačuje, že elektrony v graphenu se chovají tak, jakoby neměly žádnou hmotnost a pohybovaly se rychlostí světla, což u jiných materiálů dosud nebylo pozorováno.

Navíc by se prý dal graphen využít i při experimentu, kterým by mohl být pozorován tzv. Kleinův paradox, jev, o kterém se dosud myslelo, že k němu dochází pouze v extrémních podmínkách, jaké panují například v blízkém okolí černých děr.

Paradox zformulovaný roku 1929 švédským fyzikem Oskarem Kleinem popisuje bizarní chování rychle se pohybujících elektronů. O co jde? Pokud bychom vložili elektron do otevřené křemíkové krabice, pak by v ní podle zákonů klasické fyziky zůstal uvězněn. Ale podle kvantové fyziky by se mohl „protunelovat“ ven. Čím vyšší a tlustší stěny by krabice měla, tím menší by byly jeho šance na únik. Ovšem Kleinův paradox tvrdí, že pokud by se částice pohybovaly dostatečně rychle, tak by jim v tunelování nezabránily ani nekonečně vysoké stěny. Elektrony by procházely stěnami, jakoby tam žádné nebyly.

Nové tranzistory

Doposud byli fyzici přesvědčeni, že pozorování tohoto jevu by bylo možné pouze v urychlovačích, při krátkodobém vzniku supertěžkých atomových jader. Nicméně Geim a jeho spolupracovníci tvrdí, že experiment provedou při mnohem menších energiích během příštích několika let v laboratoři.

Prozatím uvažují o jednoduchém obvodu s páskou z graphenu přerušeném polovodičovou bariérou. Velikost bariéry by při tom byla řízena napětím na polovodiči. Když bude bariéra nízká, elektronům bude v průchodu zabráněno, ale pokud bude dost vysoká, pak by měly projít skrz. Tak si to aspoň Geim a jeho tým představují.

Pokud vše dopadne dle jejich očekávání, bude možné tohoto jevu využít při vývoji nového druhu tranzistorů. 

Zdroj: sciencenow.sciencemag.org, http://www.physorg.com/

Autor:




Hlavní zprávy

Další z rubriky

Ilustrační snímek
Jak těsně se mohou letadla minout? Bude se vám zdát, že hrozivě blízko

Můžete při letu rozeznat cestující ve druhém letadle? Co se stane, když selžou všechny motory? Právě na tyto dvě otázky se dozvíte odpovědi v následujícím...  celý článek

Předsunutý DSLAM.
Kratší „poslední míle“ má zrychlit i zoufale pomalé internetové přípojky

Za nízké přenosové rychlosti mnoha telefonních internetových DSL přípojek může jejich velká vzdálenost od ústředny. Vyřešit by to měly takzvané vysunuté...  celý článek

Obrys letadla je hotový. Testovací piloti Boeingu kreslili 787 Dreamliner ve...
Testovací piloti Boeingu si hrají: kreslí letadlo přes celou Ameriku

Unikátní grafický záznam trasy letu má let BOE004 z letiště Seattle Boeing Field na letiště Seattle Boeing Field. Vypadá jako obří letadlo.  celý článek

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.