نشر باحثون من المعهد الهندي للعلوم والمعهد الوطني الياباني لعلوم المواد دراسة رائدة في مجلة Nature Physics، حددوا فيها سائلاً كمومياً نادراً في الجرافين. أظهرت هذه المادة المكونة من طبقة أحادية من ذرات الكربون سلوكاً غير طبيعي في الموصلية الكهربائية والحرارية تحت ظروف معينة، مما يوفر منصة جديدة لأبحاث الفيزياء الكمومية.

قام فريق البحث بتحضير عينات عالية النقاء من الجرافين وقياس موصليتها الكهربائية والحرارية، ووجدوا علاقة عكسية بينهما. يتحدى هذا بشكل مباشر قانون فيدمان-فرانز، الذي ينص على أن التوصيل الحراري والكهربائي في المعادن يجب أن يكونا متناسبين طردياً. لوحظ في التجربة انحراف يتجاوز 200 مرة عن هذا القانون، مما يشير إلى فصل كبير في طريقة نقل الشحنة والحرارة.

تحدث هذه الظاهرة الشاذة بالقرب من نقطة ديراك في الجرافين، حيث تشكل الإلكترونات حالة جماعية تشبه السائل تُعرف باسم سائل ديراك. قال أنيكيت ماجومدار، المؤلف الأول للدراسة: "هذا السلوك الشبيه بالماء يحاكي بلازما كوارك-غلون في فيزياء الطاقة العالية، حيث لزوجتها منخفضة للغاية وتقترب من السائل المثالي." وأضاف البروفيسور أريندام غوش، المؤلف المراسل: "من المدهش أن الجرافين، بعد 20 عاماً من اكتشافه، لا يزال يحمل العديد من الألغاز."

لا تتحدى النتائج القوانين الفيزيائية الأساسية فحسب، بل تكشف أيضاً عن إمكانات الجرافين في استكشاف الظواهر الفيزيائية المتطرفة. يمكن للعلماء محاكاة مفاهيم مثل الديناميكا الحرارية للثقوب السوداء في بيئة المختبر، وتعزيز تطوير أجهزة استشعار كمومية عالية الحساسية، وفتح الطريق أمام التطبيقات التكنولوجية الكمومية المستقبلية.