Se han observado por primera vez en el grafeno electrones que actúan como miel de vertido lento, impulsando un nuevo enfoque de la física fundamental.

Se sabe que los electrones se mueven a través de metales como balas y se reflejan solo por imperfecciones, pero en el grafeno se mueven como en un líquido muy viscoso, Los investigadores de la Universidad de Manchester han encontrado.

La posibilidad de un flujo altamente viscoso de electrones en los metales se predijo hace varias décadas, pero a pesar de numerosos esfuerzos nunca se observó, hasta ahora como se informa en la revista Ciencias .

La observación y el estudio de este efecto permite comprender mejor el comportamiento contrario a la intuición de las partículas que interactúan, donde faltan los conocimientos humanos y las técnicas matemáticas desarrolladas.

Grafeno de material de un átomo de espesor, explorado por primera vez hace una década por un equipo de la Universidad de Manchester, es famoso por sus muchas propiedades superlativas y, especialmente, conductividad eléctrica excepcionalmente alta.

Se cree ampliamente que los electrones en el grafeno pueden moverse 'balísticamente', como balas o bolas de billar que se dispersan solo en los límites del grafeno u otras imperfecciones.

La realidad no es tan simple según lo encontrado por un grupo de Manchester dirigido por Sir Andre Geim en colaboración con investigadores italianos dirigidos por el profesor Marco Polini.

Observaron que la corriente eléctrica en el grafeno no fluía a lo largo del campo eléctrico aplicado, como en otros materiales, pero viajaban hacia atrás formando remolinos donde aparecían corrientes circulares, comportamiento que es familiar para los líquidos convencionales como el agua, que hace remolinos cuando fluye alrededor de obstáculos, por ejemplo, en los ríos.

Los científicos midieron la viscosidad de este extraño nuevo líquido en grafeno, que no consta de moléculas de agua sino de electrones. Para sorpresa de los investigadores, el fluido de electrones puede ser 100 veces más viscoso que la miel, incluso a temperatura ambiente.

El avance científico es importante para comprender cómo funcionan los materiales en tamaños cada vez más pequeños requeridos por la industria de los semiconductores porque es más probable que tales remolinos aparezcan a micro y nanoescala.

La observación también cuestiona nuestra comprensión actual de la física de los metales altamente conductores, especialmente el propio grafeno.

La existencia simultánea de tales propiedades aparentemente incompatibles, el hecho de que los electrones se comporten como balas y un líquido en el mismo material provoca un replanteamiento fundamental sobre nuestra comprensión de las propiedades de los materiales.

El profesor Polini comentó:"Tras décadas de esfuerzos para encontrar incluso signos menores de un flujo viscoso en los metales, Nos sorprendió que el grafeno exhibiera no solo un pequeño destello en una curva experimental, sino el claro efecto cualitativo, un gran reflujo de corriente eléctrica ".

Sir Andre Geim, que recibió un premio Nobel de grafeno, añadió:"El grafeno no puede dejar de sorprendernos. Ahora tenemos que pensar detenidamente cómo conectar un comportamiento tan contradictorio como el movimiento balístico de los electrones, que sin duda se ve en el grafeno, con esta nueva rareza cuántica que surge de su movimiento colectivo. Es necesario un fuerte ajuste de nuestra comprensión de la física ".