[轉貼] 沒有質量的電子？

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曼徹斯特大學及哥倫比亞大學的物理學家在石墨薄片(graphene)中觀察到了許多新性質，而這些新性質的來源似乎皆與電子竟然在這個系統中沒有靜止質量有關。

曼徹斯特大學的Andre Geim和他的研究夥伴在過去和他在俄羅斯及荷蘭的研究夥伴研發出了只有一層原子厚的石墨薄片(graphene)。在2005年，他和哥倫比亞大學的Philip Kim獨立發現了在石墨薄片的許多特殊的電性。

他們發現石墨薄片是個相當好的導體。不但如此，電子的速度竟高達每秒一百萬公尺。這個速度比一般的導體快的多。另外，儘管這速度大概是光速的三百分之一，這時要形容這些電子的運動已經要使用相對論性的量子力學，而不是在一般導體中的非相對論性量子力學。這時，電子將被利用沒有質量的狄拉克費米子來描述其行為。

他們也發現了新的「半整數」量子霍爾效應。這是整數量子霍爾效應的相對論類比。另外，他們發現幾使沒有可移動的電子，石墨薄片依舊存在一個最低導電率。這個性質之所以特別，是因為一般的導體在沒有可移動電子的時候，就會失去其導電性。最後他們甚至還在這個系統中觀察到了"Berry Phase"的效應。

Andre Geim認為石墨薄片不僅僅是另一個新奇的系統，更可以作為測試量子電動力學及發展一些新穎實驗的好材料。