p Elétrons no grafeno - um atomicamente fino, substância flexível e incrivelmente forte que capturou a imaginação de cientistas de materiais e físicos - mova-se à velocidade da luz, e se comportam como se não tivessem massa. Agora, cientistas da Washington University em St. Louis demonstraram como visualizar as interações de muitas partículas no grafeno usando luz infravermelha. A pesquisa será apresentada no encontro da American Physical Society esta semana em Los Angeles. p Bem no subsolo abaixo do histórico Crow Hall da Universidade de Washington, uma equipe de pesquisa liderada por Erik Henriksen, professor assistente de física em artes e ciências, realiza seu trabalho em um navio customizado resfriado a alguns graus acima do zero absoluto. Eles usam uma pequena tira de grafeno imprensada entre dois cristais de nitreto de boro e colocada em cima de uma pastilha de silício; em aproximadamente 16 mícrons de comprimento, toda a pilha de material tem menos de um sexto do tamanho de um cabelo humano.

p "Aqui, construímos um sistema que focaliza estreitamente a luz infravermelha até a amostra, que está dentro de um grande ímã e em temperatura muito baixa, "Henriksen disse." Isso nos permite literalmente apontar uma lanterna para ele, e explorar suas propriedades eletrônicas vendo quais cores de luz são absorvidas. "

p O grafeno gerou muito entusiasmo na comunidade de pesquisa da ciência dos materiais por causa de suas aplicações potenciais em baterias, células de energia solar, telas de toque e muito mais. Mas os físicos estão mais interessados ​​no grafeno por causa de sua estrutura incomum de elétrons, sob o qual seus elétrons se comportam como partículas relativísticas.

p Em condições normais, elétrons sempre se repelem mutuamente. Henriksen e sua equipe estudam como esse comportamento muda quando os elétrons parecem não ter massa.

p Ao reunir medições simultâneas de propriedades ópticas e eletrônicas na presença de um alto campo magnético, os pesquisadores foram capazes de rastrear o movimento de partículas carregadas entre as órbitas com valores de energia discretos, chamados níveis de Landau. Um padrão começou a surgir.

p "Um forte campo magnético fornece uma espécie de cola para o movimento deles - ele os retarda de algumas maneiras, "Henriksen disse." Você poderia pensar que seria um sistema muito difícil de olhar. Mas às vezes, em faixas muito específicas da força do campo magnético e da força de interação, você encontrará isso, de repente, o sistema simplifica enormemente. "

p "Você esperaria uma linha plana, essencialmente, na ausência dessas interações interessantes que estamos procurando, "disse Jordan Russell, doutorando em física e co-autor de um novo artigo sobre grafeno. "Este comportamento não monotônico é uma assinatura das interações que procurávamos."

p A reunião de março da American Physical Society deve reunir cerca de 10, 000 físicos da matéria condensada. Outros trabalhos recentes do laboratório de Henriksen também serão apresentados neste fórum, incluindo uma descoberta recente de que o grafeno pode ser usado para medir um "líquido de spin quântico" em materiais magnéticos.