Простой опыт с мембраной толщиной в один атом позволил профессору Андре Гейму (Andre Geim) и его коллегам из университета Манчестера (University of Manchester), совместно с учёными из португальского университета Миньо (Universidade do Minho), измерить одну из фундаментальных мировых констант.

Исследователи подготовили сравнительно крупные образцы графена (кстати, открытого Геймом и сотрудниками его лаборатории), чтобы точно измерить количество света, проходящего сквозь него. Выяснилось, что углеродная плёнка толщиной в один атом задерживает 2,3% проходящего света (неожиданно много).

Исследователи показали, что данная величина напрямую зависит от постоянной тонкой структуры (α), константы, определяющей взаимодействие электрических зарядов и фотонов. Причём никаких сложных вычислений для получения альфы не требуется. А что же нужно?

Один из участников эксперимента Рауль Найр (Rahul Nair) держит каркас, в котором выполнено несколько отверстий, затянутых одноатомной плёнкой графена. Справа: увеличенный образец отверстия, которое физики перекрыли двумя типами плёнок. В центре — вертикальная полоска одиночного слоя графена, справа — участок с двойным графеном. Он, как оказалось, задерживает ровно вдвое больше света, чем одноатомный слой (фотографии University of Manchester).

Всего-навсего одно действие: если точное значение степени поглощения света графеном разделить на пи, получится как раз α.

Экспериментаторы объясняют, что электроны в графене ведут себя так, как если бы у них не было массы (это было доказано в предыдущей работе физиков из Манчестера). И потому, мол, видимость графена "невооружённым глазом" напрямую определяется постоянной тонкой структуры.

Авторы работы подчёркивают, что до сих пор измерения мировых констант давали не слишком высокий уровень точности и при этом требовали, как правило, сложных по постановке экспериментов и дорогостоящего оборудования.

А в данном опыте оказалось достаточно использовать камеру для определения прозрачности материала. Гейм говорит, что он и члены его команды были просто поражены, когда поняли, что благодаря простому просвечиванию графена могут "увидеть" одно из чисел, определяющих основы мироздания.

Британский учёный также поясняет, что если бы α отличалась от имеющегося её значения всего на несколько процентов, в нашей Вселенной не было бы жизни, поскольку в недрах звёзд, в ходе ядерных реакций, не смог бы рождаться углерод.

Узнайте о том, что колебания в постоянной тонкой структуры могут разрушить картину мира, и почитайте о свидетельстве непостоянства ещё одной фундаментальной константы.