石墨烯揭示量子秘密！

Grafen, enoslojni ogljikov material, je znova presenetil znanstvenike. V njem so prvič zaznali Diracovo tekočino – eksotično kvantno stanje, kjer se elektroni gibljejo kot popolna tekočina.

多年来，量子物理学最大的谜团之一始终悬而未决。电子能否像普适量子常数所描述的那样，表现得像完美的、无摩擦的流体？由于材料本身的缺陷和杂质，这种现象一直难以探测。

印度科学研究所 (IISc) 的研究人员与日本国家材料科学研究所合作，在单层碳材料石墨烯中探测到了这种量子电子流体。他们的研究成果发表在《自然物理》杂志上，为量子世界打开了新的大门，并证实了石墨烯是探索罕见量子现象的理想平台。IISc 的 Arindam Ghosh 教授表示：“即使过了 20 年，单层石墨烯仍然蕴藏着如此多的秘密，这真是令人惊叹。”

该团队制备了极纯的石墨烯样品，并观察了其如何同时导电和导热。令人惊讶的是，他们发现了一种反比关系：电导率越高，导热率越低。在低温下，他们检测到了超过200倍的偏离定律，这表明热量和电荷的转移机制是不同的。两者都基于一个普适常数，即量子电导率。

这种现象发生在“狄拉克点”，此时石墨烯既不是金属也不是绝缘体。此时，电子像液体一样运动——类似于水，但粘度却低了一百倍。这种状态被称为狄拉克液体，让人联想到欧洲核子研究中心观测到的夸克胶子等离子体。

因此，石墨烯被证明是一个经济高效的高能物理和天体物理模拟平台。狄拉克液体也有望推动探测极弱信号的量子传感器的发展。这在实践中可能非常有用。