Как стать автором
Обновить

По мнению физиков, графен может генерировать массу

Научно-популярное
Закон сохранения массы, изобретённый Ньютоном, утратил свою актуальность более полувека назад. С появлением квантовой физики стало понятно, что он является только частным и ограниченным случаем закона сохранения энергии и не всегда выполняется. При поступлении энергии в систему масса увеличивается и наоборот. Например, при нагревании утюга его масса увеличивается, а при термоядерных реакциях внутри Солнца масса получившегося гелия меньше, чем масса водорода. В случае с утюгом энергия поглощается, а в случае с Солнцем — выделяется.

Необычные свойства графена (а именно то, что электроны в графене предположительно ведут себя как фермионы Дирака с нулевой эффективной массой — релятивистские частицы) дали богатую пищу для размышлений физикам-теоретикам. Например, группа физиков из Саудовской Аравии и Марокко выдвинула интересную теорию, в которой предположительные свойства графена объединены с теорией струн, а именно — с гипотезой о компактификации измерений.

Компактификация измерений — один из основных постулатов теории струн, с помощью которого теорию струн можно вписать в наблюдаемый нами мир. Окружающая нас действительность, согласно специальной теории относительности, является четырёхмерной. В то же время теория струн предусматривает существование 26 или хотя бы 11 измерений.

Гипотеза компактификации предполагает, что остальные измерения существуют на исключительно малых масштабах и мы просто их не наблюдаем. Предполагается, что именно в процессе компактификации пространств образуется масса. Образно можно сказать, что в процессе распада или синтеза физических структур масса не появляется и не исчезает, а просто переходит в другие измерения (масса протона (≈938 МэВ) в несколько десятков раз больше массы составляющих его кварков (около 11 МэВ)).

Если гипотеза о компактификации верна, то невесомые электроны в графене будут приобретать массу при сворачивании графена в трубку, поскольку смогут пролетать через ось трубки (то есть при компактификации пространства 2D в 1D).

Другими словами, эксперименты с графеном могут доказать одну из самых многообещающих теорий в современной физике — теорию струн.

Остаётся только предполагать, как генерацию массы можно использовать на практике, например, в микроэлектронике.
Теги:
Хабы:
Всего голосов 130: ↑102 и ↓28 +74
Просмотры 867
Комментарии Комментарии 112