Ученые Казанского федерального университета и РАН опубликовали статью в журнале Physical Review D, в которой они показали, что принцип причинности для одного из самых многообещающих наноматериалов выполняется.

Графен, за создание которого Константин Новоселов и Андрей Гейм получили Нобелевскую премию 2010 года по физике, представляет собой плоский слой атомов углерода толщиной в один атом. Электрические, оптические и механические свойства графена совершенно необычны.

«Несмотря на фантастически малую толщину, он, в частности, оказался довольно прочным материалом и проводит ток даже при нулевой температуре, когда плотность носителей заряда равна нулю. Совершенно неожиданным стало то, что эта остаточная проводимость выражается через фундаментальные физические константы - заряд электрона и постоянную Планка, - отмечает один из авторов статьи «Kramers-Kronig relations and causality conditions for graphene in the framework of the Dirac model» ("Соотношения Крамерса-Кронига и принцип причинности для графена в рамках модели Дирака") главный научный сотрудник лаборатории «Космология» Казанского федерального университета и Пулковской астрономической обсерватории РАН Владимир Мостепаненко. - Графен уже успешно используется в десятках микроустройств и даже обнаружен в межзвездном пространстве, что представляет большой интерес для астрофизики».

Необычные свойства проводимости графена заставили некоторых ученых допустить, что для него нарушается один из важнейших принципов физики - принцип причинности. Он означает, что на события, происходящие в данный момент, могут влиять только прошлые события, но ни в коем случае не будущие, которые еще не произошли.

Авторам статьи Галине Климчицкой (Пулковская обсерватория РАН) и Владимир Мостепаненко удалось доказать, что принцип причинности для графена выполняется. Этот важный результат ученые получили благодаря очень точному вычислению проводимости графена при тщательном соблюдении всех остальных фундаментальных принципов физики.

Сделанное российскими физиками открыло широкие возможности для изучения отражательных и поглощательных свойств графена, которые важны как для нанотехнологий, так и для астрофизики.