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グラフェン

グラフェンがブラックホールの低次元ホログラムとなることを理論的に解明

1: 野良ハムスター ★ 2018/07/29(日) 10:37:14.96 ID:CAP_USER

(要約 by 野良ハムスター)
・カナダ、イスラエル、英国、米国の物理学者チームは、不規則な形状のグラフェンの破片(フレーク)がブラックホールの量子ホログラムになることを理論的に示した。
・Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)モデルによると、(1+1)次元時空におけるブラックホールの時空構造は、より低次元な(0+1)次元時空におけるグラフェンフレークの時空構造の間には、一種のホログラフィックな双対性が成り立つ。
・SYKモデルによって記述されるホログラフィックな双対性からは、非ゼロの残余エントロピーや量子カオス伝搬といったブラックホールの特徴的な性質が示されるため、物理学者の関心を集めている。
・ホログラフィックな双対性から量子力学と重力の関係に関する根本的な疑問に答えを出せるかもしれない。
・グラフェンフレークがブラックホールになるためには、境界部が極めて不規則であり、かつ内部が清浄な状態であることによって、電子の波動関数がランダムな空間構造をとるという条件が要求される。

Physicists have theoretically shown that, by applying a magnetic field to a small, irregularly shaped graphene flake, the flake becomes a quantum hologram of a black hole. This means that the graphene flake recreates the spatial structure and characteristic properties of a black hole, but in a much smaller, lower-dimensional system.

The physicists, Anffany Chen and coauthors from institutions in Canada, Israel, the UK, and the US, have published a paper on the graphene quantum hologram in a recent issue of Physical Review Letters.

"We show that a rather ubiquitous and well-studied material -- graphene -- can behave in novel and exciting ways under certain conditions," coauthor Marcel Franz, a physics professor at the University of British Columbia, told Phys.org. "Specifically, the electrons in a nanoscale-sized flake of graphene with an irregular boundary and in an applied magnetic field could realize the so-called Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) model."

As the physicists explain, the SYK model illustrates a type of "holographic duality," in which a higher-dimensional system (here, a black hole in (1+1)-dimensional spacetime) can be represented by a lower-dimensional system (in this case, the electrons in graphene, which occupy a (0+1)-dimensional spacetime).

The type of holographic duality illustrated by the SYK model is particularly interesting because it exhibits some of the signature properties of black holes, such as non-zero residual entropy and quantum chaos propagation. It may also help answer fundamental questions about the connection between quantum mechanics and gravity.

"The SYK model is of great interest to physicists today because it is believed to contain a holographic description of a quantum black hole," Franz said. "Some of the most enigmatic mysteries in modern physics lie at the interface between Einstein's general relativity (a theory describing spacetime, gravity and black holes) and quantum mechanics (a theory describing microscopic phenomena, electrons, atoms, etc). A better understanding of the SYK model could therefore shed light on these fundamental questions."

Unlike other systems that have been proposed to demonstrate the SYK model, the new quantum phase of graphene does not require any advanced fabrication techniques and should be realizable using existing technology. The main requirements are that the graphene flake have a highly irregular boundary and a clean interior so that the electron wave functions have a random spatial structure, which provides the necessary conditions for realizing the hologram of a black hole.

"We are currently working on understanding the transport properties of the graphene flake in the SYK regime," Franz said. "More generally, we are hoping that our theoretical results will motivate experimentalists to study graphene flakes of the type required to produce the SYK physics, and we are ready to provide theoretical support to any such efforts."

https://phys.org/news/2018-07-holographic-image-black-hole-graphene.html



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1532828234/続きを読む

【超伝導】グラフェン素材をずらして重ねると超伝導体に!

1: しじみ ★ 2018/06/22(金) 14:23:40.05 ID:CAP_USER

2枚のグラフェンシートを、「魔法角」と呼ばれる特定の角度だけ回転させて積層すると、
抵抗なく電子が移動するようになることが明らかになった。
Nature ダイジェスト Vol. 15 No. 6 | doi : 10.1038/ndigest.2018.180607

大抵の超伝導体は、絶対零度に近い温度でのみ超伝導を発現する
。近年次々と報告されている「高温」超伝導体でも、抵抗なく電気を通すようになる温度(転移温度)は、
大気圧の場合は最高でも約133K(-140℃)だ。そのため、室温で超伝導を示す材料が発見されれば、
コストのかかる冷却が不要になり、エネルギー伝送や医療用スキャナー、
輸送などの分野に革命をもたらす可能性がある。
マサチューセッツ工科大学(米国ケンブリッジ)の物理学者Pablo Jarillo-Herreroらは今回、
原子1個分の厚さの二次元材料であるグラフェンシート2枚を、
互いの結晶格子の方向が約1.1度という「魔法の」角度だけずれるように重ねて配置すると、
超伝導が現れることを明らかにした。さらには、この二層グラフェンの電気的特性に関する実験的な検証も行い、
それらの結果をNature 2018年4月5日号43ページと80ページで報告した1,2。
Jarillo-Herreroらの「魔法角グラフェン超格子」も、超伝導転移温度は1.7K(-271.45℃)と極低温だが、
既知の高温超伝導体に似た超伝導の特徴がいくつも観測されたことで、物理学者たちを沸かせている。

原文:Nature (2018-03-08) | doi: 10.1038/d41586-018-02773-w |
Surprise graphene discovery could unlock secrets of superconductivity
http://www.nature.com/doifinder/10.1038/d41586-018-02773-w

https://t.co/qhYIyPOZ6B




引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1529645020/続きを読む

鉄の200倍強度、ノーベル賞素材の靴 デサント発売へ

1: ハンバーグタイカレー ★ 2017/12/11(月) 17:09:36.62 ID:CAP_USER9

http://www.asahi.com/articles/ASKD652L3KD6PLFA007.html
 デサントは、鉄の200倍の強度を持つとされる新素材「グラフェン」をつかったシューズを2018年に売り出す。英マンチェスター大学が開発に成功し、ノーベル物理学賞を受賞した素材で、スポーツシューズに採用されるのは初めて。

 英子会社イノヴェイトを通じて、野外やジムなどで使うシューズ「G―Series」として販売する。価格は未定。薄くて強度の高いグラフェンをゴムに配合し、靴底に使う。マンチェスター大学によると、標準的な靴底に比べ、強度と耐久性が50%高まるという。丈夫なうえ、しなやかな動きにも対応できる。

 グラフェンは、炭素原子が重なった「グラファイト」から分離した素材。この開発に成功したとして、マンチェスター大の博士2人が10年のノーベル物理学賞を受賞した。航空機やスマートフォンケースなどにも使われている。(新宅あゆみ)

http://www.asahicom.jp/articles/images/AS20171206003950_comm.jpg

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