Григорий Фалькович из Института проблем передачи информации РАН (ИППИ РАН) и Леонид Левитов из Массачусетского технологического института (MIT) описали, как завихренный ток электронов в графене может течь в сторону, противоположную предсказанной законом Ома. Статья ученых опубликована в журнале Nature Physics, об исследовании рассказывает сайт ИППИ.
«Все учили в школе закон Ома, по которому ток равен напряжению, деленному на сопротивление. Так что ток раньше всегда тек от плюса к минусу. А мы показали, что в графене ток может течь против приложенного напряжения, что соответствует отрицательному сопротивлению. Причина этого в том, что электроны в графене могут сильно взаимодействовать друг с другом и, в результате, вовлекать в движение соседние слои, то есть течь как вязкая жидкость, создавая вихри», — пояснил Григорий Фалькович.
Физики давно предполагали, что в критических режимах квантовые системы сильно взаимодействующих электронов должны вести себя подобно вязкой жидкости. Но исследовать реальное физическое явление было невозможно из-за того, что макроскопические, доступные нашему наблюдению, проявления электронной вязкости не были известны. Григорий Фалькович и Леонид Левитов показали что таким «маркером» может служить завихренность электрического тока. Возникая в вязком потоке электронов в графене, она может заставить электрический ток течь противоположно внешнему электрическому полю, создавая отрицательное сопротивление. Такое отрицательное сопротивление в вязком режиме, с точки зрения ученых, столь же характерно для вязкого электронного газа, как нулевое сопротивление — для сверхпроводящего газа.
Таким образом, электронно-дырочная плазма в высокомобильном графене послужила своеобразным «мостиком» между критическими явлениями в квантовом мире и миром классической гидродинамики.
