La façon dont les électrons interagissent avec d'autres électrons à l'échelle quantique dans le graphène affecte la vitesse à laquelle ils se déplacent dans le matériau, conduisant à sa conductivité élevée. Maintenant, Natália Menezes et Cristiane Morais Smith du Center for Extreme Matter and Emergent Phenomena de l'Université d'Utrecht, les Pays-Bas, et un collègue brésilien, Van Sergio Alves, ont développé un modèle attribuant la plus grande conductivité du graphène à l'effet d'accélération des électrons interagissant avec les photons sous un champ magnétique faible. Leurs conclusions ont été publiées dans EPJ B .
En raison de la structure en treillis en nid d'abeille du matériau d'atome de carbone à une couche d'épaisseur, l'énergie des électrons varie en fonction de leur vitesse. Si nous devions imaginer le spectre de la vitesse des électrons, cela ressemblerait à un cône. La pente du cône est la vitesse des électrons, qui est trois cent fois plus petite que la vitesse de la lumière.
Dans cette étude, les physiciens ont mis au point un moyen de tester ce qui se passe lorsque les électrons interagissent les uns avec les autres. Faire cela, ils ont utilisé l'électrodynamique pseudo-quantique (PQED), une théorie efficace qui décrit l'interaction entre les électrons médiée par des photons existant dans différentes dimensions de l'espace-temps. Alors que les électrons se limitent à se propager sur un plan, les photons sont libres de se déplacer dans l'espace 3D.
Dans le cadre de l'étude, les auteurs ont également pris en compte un champ magnétique faible perpendiculaire au plan du graphène. Ils ont ensuite utilisé deux méthodes différentes pour examiner son effet de tendance sur la façon dont l'énergie des électrons est répartie autour du sommet du cône. La découverte surprenante est que les électrons ont tendance à augmenter leur vitesse vers celle des photons, qui voyagent à la vitesse de la lumière. Et le faible champ magnétique ne change pas cette tendance. Par conséquent, le comportement collectif des électrons, qui est lié à la conductivité, reste le même qu'en l'absence d'un champ faible.
