Een team van natuurkundigen uit Europa en Zuid-Afrika toonde aan dat elektronen die willekeurig in grafeen bewegen de dynamiek van deeltjes zoals kosmische straling kunnen nabootsen, ondanks het reizen met een fractie van hun snelheid, in een artikel dat binnenkort zal worden gepubliceerd in de Europees fysiek tijdschrift B .

Andrey Pototsky en collega's maakten gebruik van hun kennis van grafeen, die is gemaakt van een koolstoflaag, een atoom dik, en verpakt in een honingraatpatroon. In dergelijk materiaal verandert de interactie van elektronen met atomen de effectieve massa van de elektronen. Als resultaat, de energie van elektronen in grafeen wordt vergelijkbaar met de fotonenergie.

Daarom, elektronen in grafeen kunnen worden beschouwd als kosmische straling, die behoren tot een familie die bekend staat als ultrarelativistische deeltjes, ook al is hun werkelijke snelheid honderd keer lager dan de lichtsnelheid.

De auteurs gebruikten de klassieke vergelijkingen die werden gebruikt om willekeurige beweging te beschrijven - de zogenaamde Brownse beweging - om de dynamiek van elektronen binnen de grenzen van hun grafeen-minilaboratorium te bestuderen. Ze overwogen verschillende geometrieën van grafeenchips en onderwierpen ze aan veranderende omstandigheden die van invloed zijn op de manier waarop deze elektronen door het materiaal diffunderen, zoals temperatuur en elektrische veldsterkte.

Nog een stap verder gaan, de auteurs waren in staat om elektronenfluctuaties te corrigeren en de elektronenbeweging zelf te regelen, van een ongebruikelijk chaotisch type beweging naar een periodieke beweging, door het elektrisch veld te variëren.

Toekomstig werk zou experimenteel aantonen hoe variatie van de temperatuur positief kan worden gebruikt om de prestaties van grafeenchips te verbeteren door meer controle te krijgen over het elektronentransport. Dergelijke mini-labs van grafeen kunnen ons uiteindelijk ook helpen de dynamiek van materie en antimaterie in kosmische straling te begrijpen.