Des électrons qui agissent comme du miel à coulée lente ont été observés pour la première fois dans le graphène, incitant à une nouvelle approche de la physique fondamentale.

Les électrons sont connus pour se déplacer à travers les métaux comme des balles, n'étant réfléchis que par des imperfections, mais dans le graphène ils bougent comme dans un liquide très visqueux, Des chercheurs de l'Université de Manchester ont découvert.

La possibilité d'un flux d'électrons très visqueux dans les métaux a été prédite il y a plusieurs décennies, mais malgré de nombreux efforts jamais observés, jusqu'à présent comme rapporté dans le journal Science .

L'observation et l'étude de cet effet permet de mieux comprendre le comportement contre-intuitif des particules en interaction, où les connaissances humaines et les techniques mathématiques développées font défaut.

Graphène matériel d'un atome d'épaisseur, exploré pour la première fois il y a une décennie par une équipe de l'Université de Manchester, est réputé pour ses nombreuses propriétés superlatives et, surtout, conductivité électrique exceptionnellement élevée.

Il est largement admis que les électrons du graphène peuvent se déplacer « balistiquement », comme des balles ou des boules de billard qui ne se dispersent qu'aux limites du graphène ou à d'autres imperfections.

La réalité n'est pas si simple, comme trouvé par un groupe de Manchester dirigé par Sir Andre Geim en collaboration avec des chercheurs italiens dirigés par le professeur Marco Polini.

Ils ont observé que le courant électrique dans le graphène ne circulait pas le long du champ électrique appliqué, comme dans d'autres matériaux, mais a voyagé en arrière formant des tourbillons où des courants circulaires sont apparus. par exemple, dans les rivières.

Les scientifiques ont mesuré la viscosité de ce nouveau liquide étrange dans le graphène, qui n'est pas constitué de molécules d'eau mais d'électrons. À la surprise des chercheurs, le fluide électronique peut être 100 fois plus visqueux que le miel, même à température ambiante.

La percée scientifique est importante pour comprendre le fonctionnement des matériaux à des tailles de plus en plus petites requises par l'industrie des semi-conducteurs, car de tels tourbillons sont plus susceptibles d'apparaître à l'échelle micro et nanométrique.

L'observation remet également en question notre compréhension actuelle de la physique des métaux hautement conducteurs, en particulier le graphène lui-même.

L'existence simultanée de telles propriétés apparemment incompatibles, avec des électrons se comportant comme des balles et un liquide dans le même matériau incite à repenser fondamentalement notre compréhension des propriétés des matériaux.

Le professeur Polini a commenté :« Donner des décennies d'efforts pour trouver des signes même mineurs d'un écoulement visqueux dans les métaux, nous avons été sidérés que le graphène présentait non seulement un petit défaut sur une courbe expérimentale, mais l'effet qualitatif clair, un grand retour de courant électrique."

Monsieur André Geim, qui a reçu un prix Nobel pour le graphène, a ajouté:"Le graphène ne peut pas arrêter de nous surprendre. Maintenant, nous devons réfléchir longuement et sérieusement à la manière de connecter des comportements aussi contradictoires que le mouvement balistique des électrons, ce qui est sans aucun doute vu dans le graphène, avec cette nouvelle étrangeté quantique résultant de leur mouvement collectif. Un fort ajustement de notre compréhension de la physique est dû."