據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)能源部阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)光子源(APS)和伊利諾斯大學(xué)厄本那?香檳分校的弗雷德里克?塞茨材料研究實(shí)驗(yàn)室開展合作，在石墨晶體上進(jìn)行X射線散射實(shí)驗(yàn)，利用重建算法制作了非支撐石墨烯層中電荷的動(dòng)態(tài)“電影”??這也是迄今為止最快的“電影”，達(dá)到了0.533埃米(10-10米)和10.3阿秒(10-18秒)的解析度。此項(xiàng)成果發(fā)表在11月5日的《科學(xué)》雜志上。

　　石墨烯是只有一個(gè)原子厚度的石墨單原子層，其原子以蜂窩狀排列，安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫因研究出石墨烯的貢獻(xiàn)而榮獲今年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。它具有許多奇特的屬性，包括極強(qiáng)的拉力、彈性和優(yōu)良的導(dǎo)電性、絕熱性等，使它在下一代低成本彈性電子學(xué)中極具潛力，成為用途最廣的新材料之一。而它的電子行為就像迪拉克費(fèi)米子，涵蓋了從高能物理現(xiàn)象到固態(tài)結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域。一個(gè)關(guān)鍵問題是，這種費(fèi)米子或者說(shuō)石墨烯中的電子的運(yùn)動(dòng)是否受到庫(kù)侖斥力的影響？

　　一埃米大致是一個(gè)氫原子的寬度，而對(duì)一阿秒來(lái)說(shuō)，一秒好比宇宙的年齡。如此微小如此快速如何被測(cè)量到？研究人員使用非彈性X射線進(jìn)行的散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，石墨烯非常有效地屏蔽了庫(kù)侖力的相互作用，讓其中的電子表現(xiàn)得就像半金屬中的一個(gè)簡(jiǎn)單的獨(dú)立電子。他們的研究揭示了幾個(gè)疑點(diǎn)，包括獨(dú)立的石墨烯為何不能像預(yù)測(cè)的那樣變成絕緣體。實(shí)驗(yàn)還演示了超快動(dòng)力學(xué)研究的一種新途徑，為了解材料的最基本屬性開辟了新窗口。

　　論文指出，實(shí)驗(yàn)顯示迪拉克費(fèi)米子的極化程度被激子效應(yīng)所放大，提升了對(duì)準(zhǔn)粒子之間相互作用力的屏蔽。作用力強(qiáng)度具有尺度效應(yīng)(scale-dependent)、有效精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的特征，其值處于低能級(jí)長(zhǎng)距離，比最小值要小得多，這表明在整體上，石墨烯電子之間的相互作用非常微弱。