Os "filmes" mais rápidos já feitos de movimento de elétrons foram capturados por pesquisadores usando a Fonte Avançada de Fótons (APS) do Departamento de Energia dos EUA em Argonne e o Laboratório de Pesquisa de Materiais Frederick Seitz da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign (UIUC) . Os filmes, que foram criados espalhando raios-x do grafeno, mostram que a interação entre os elétrons do grafeno é surpreendentemente fraca.

Usando experimentos de espalhamento de raios-x inelásticos na linha de raios-X da Divisão de 9-ID da Ciência de raios-X no APS, físicos da UIUC fizeram imagens do movimento dos elétrons no grafeno com resoluções de 0,533 Å e 10,3 attossegundos. Seus resultados foram publicados na edição de 5 de novembro da Ciência .

Exatamente quão pequenas e rápidas são essas medidas? Um angstrom é 1/10, 000, 000, 000 de um metro, aproximadamente a largura de um átomo de hidrogênio. E um attosegundo está para um segundo como um segundo está para a idade do Universo.

O Prêmio Nobel de Física de 2010 foi concedido a Andre Geim e Konstantin Novoselov por seu trabalho sobre o grafeno, uma folha de átomos de carbono com a espessura de um único átomo arranjada em um padrão de favo de mel que exibe muitas propriedades intrigantes, incluindo grande força, flexibilidade, excelente condutividade elétrica, e resistência ao calor. Como resultado, o grafeno é um material candidato para uma ampla gama de aplicações, incluindo uma nova geração de baixo custo, eletrônica flexível. Uma grande questão pendente sobre este material é se os elétrons no grafeno se movem independentemente, ou se seu movimento é correlacionado pela repulsão de Coulomb.

Os pesquisadores neste estudo descobriram que o grafeno rastreia as interações de Coulomb de forma surpreendentemente eficaz, fazendo com que ele atue como um simples, semimetal de elétrons independentes. Seu trabalho explica vários mistérios, incluindo porque o grafeno autônomo não consegue se tornar um isolante, conforme previsto. O estudo também demonstra uma nova abordagem para estudar a dinâmica ultrarrápida, criando uma nova janela sobre as propriedades mais fundamentais dos materiais.