電子被捕獲流過就像液體一樣，達到物理學家認為根本不可能的極限。
這種類型的電導被稱為「超彈道」流，這項新實驗表明它可以徹底改變我們的導電方式。
如果這還不夠瘋狂的話，超快的流動實際上是由於電子相互彈跳而發生的，高中物理告訴我們應該會減慢電導率。
那麼這是怎麼回事呢？幾十年來科學家推測，在某些情況下，電子可能會停止作為個體表現並頻繁碰撞，以至於它們實際上開始像具有各種獨特性質的黏性流體一樣流動。
但這只是去年研究人員證實了這一現象，並首次表明，即使在室溫下，石墨烯內的電子也可以充當比蜂蜜粘稠 100 倍的液體 - 研究人員將其稱為“[電子]集體運動引起的量子怪異」。
現在是同一個團隊，由安德烈·海姆爵士- 曼徹斯特大學物理學家，因其對石墨烯特徵的研究而獲得 2010 年諾貝爾獎 - 已經證明這種液態電子現像比我們想像的還要瘋狂。
透過解鎖這種類似流體的行為，研究人員能夠觀察到石墨烯中的電子打破了普通金屬中電子的基本極限，即蘭道爾彈道極限。
這是第一個實驗證實，證明了一種全新的物理學有多強大，而且重要的是，它還表明我們可能即將找到一種全新的方式，透過接近零電阻的材料傳輸電力。
目前，這是超導體可以實現的，但這種能力只有在超冷溫度下才會出現5.8K以下（-267°C 或 -450°F）。
但在最新的研究中，研究人員能夠觀察到這種所謂的超彈道流在相對溫暖的溫度下石墨烯內150K（-123°C 和 -190°F）。
事實上，抵抗實際上減少隨著溫度升高，情況與您預期的相反。
目前這只是一項研究，獨立團隊需要驗證曼徹斯特大學的結果。 但找到一種在更高溫度下更有效地導電的方法是物理學的“聖杯”之一，因為它將為超高效電腦或不會丟失的電網等事物鋪平道路。7% 的能量為熱能。
這已經足夠令人興奮了，但對於物理學界來說，真正的突破在於，這是對這種新的類液體電子行為的首次詳細探索之一，這表明我們只是觸及了它的奇怪之處的表面。
奇怪的是，這種類型的電子流與我們所知道的有關電導的其他一切都違反直覺——電子散射越多，材料的導電性就越差。
這就是為什麼石墨烯的導電性已經比銅高出很多倍——其整齊的二維結構比普通金屬的缺陷少得多，因此穿過石墨烯的電子散射更少，移動速度更快，這就是所謂的彈道流。
但當電子開始協同工作並表現得像流體時，就會發生相反的情況——這項最新研究表明我們有能力解鎖超彈道流。
“我們從學校知道，額外的紊亂總是會產生額外的電阻，”海姆說。
“在我們的例子中，電子散射引起的無序實際上會減少而不是增加電阻。”
「這是獨特且相當違反直覺的：電子在組成液體時開始傳播得比它們在真空中更快」。
它是如何運作的？ 有時，當電子相互碰撞時，它們實際上可以開始協同工作並緩解電流流動，而不是增加電阻。
如果您將石墨烯內的晶體視為電子需要流經的通道，那麼當電子從通道邊緣反彈並失去動量時，其速度會減慢最多。
然而，在這種流體行為中，一些電子保留在邊緣附近，有效地緩衝其他電子免於與這些區域碰撞並減慢速度。
結果，一些電子在被引導通過石墨烯內的通道時，透過從它們的朋友身上反彈而變得超彈道。
海姆爵士和他的團隊將這個新物理量稱為「黏性電導」。 鑑於這是對其能力的首批研究之一，並且它已經突破了主要的物理極限，我們非常確定您會聽到更多有關它的資訊。
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該研究發表於自然物理學。
