Los científicos belgas han utilizado una teoría de la física de partículas para describir el comportamiento de entidades similares a partículas, denominados excitones, en dos capas de grafeno, un cristal de panal de un átomo de carbono de espesor. En un artículo publicado en Revista Física Europea B , Michael Sarrazin de la Universidad de Namur, y Fabrice Petit del Centro Belga de Investigación Cerámica en Mons, estudió el comportamiento de los excitones en una bicapa de grafeno a través de una analogía con los excitones que evolucionan en dos mundos paralelos abstractos, descrito con ecuaciones que se utilizan normalmente en la física de partículas de alta energía.
Los autores utilizaron las ecuaciones que reflejan un mundo teórico que consiste en una hoja espacial bidimensional, una llamada brana, incrustada en un espacio con tres dimensiones. Específicamente, los autores describieron el comportamiento cuántico de los excitones en un universo formado por dos de esos mundos de brana. Luego hicieron una analogía con una bicapa de láminas de grafeno, en el que las partículas cuánticas viven en un espacio-tiempo separado.
Demostraron que este enfoque está adaptado para estudiar teórica y experimentalmente cómo se comportan los excitones cuando están confinados dentro del plano de la hoja de grafeno.
Sarrazin y su colega también han demostrado teóricamente la existencia de un efecto de intercambio de excitones entre capas de grafeno bajo condiciones electromagnéticas específicas. Este efecto de intercambio puede ocurrir como un equivalente en estado sólido del intercambio de partículas conocido predicho en la teoría de las branas.
Para verificar sus predicciones, los autores sugieren el diseño de un dispositivo experimental que se basa en un filtro óptico sintonizable magnéticamente. Utiliza imanes cuyos campos magnéticos se pueden controlar con un campo magnético externo separado. Los excitones se producen primero al hacer brillar una luz incidente sobre la primera capa de grafeno. Luego, el dispositivo funciona registrando fotones frente a la segunda capa de grafeno, que proporcionan una pista de la desintegración del excitón después de que se ha cambiado a la segunda capa desde la primera.
