2 december 2021

Natuurconstante gemeten met grafeen

Grafeen zit tussen die witte driehoekjes

Credit: University of Manchester,

Een team natuurkundigen onder leiding van Professor Andre Geim (Universiteit van Manchester) heeft met behulp van het dunste materiaal ter wereld, grafeen genaamd, nauwkeurige metingen gedaan aan de zogenaamde fijn-structuur constante. De fijnstructuurconstante, weergegeven met het symbool α en in 1916 bedacht door Arnold Sommerfeld, is in feite een koppelingsconstante die aangeeft hoe sterk de kracht is van de elektromagnetische interactie tussen elektrisch geladen deeltjes en fotonen. De waarde van α is op dit moment

 \\alpha = \\frac{e^2}{\\hbar c \\ 4 \\pi \\epsilon_0} = 7.297\\,352\\,570(5) \\times 10^{-3} = \\frac{1}{137.035\\,999\\,07(9)}

Zou de waarde van α een tikkeltje anders zijn, dan zouden jullie deze astroblog niet kunnen lezen. Sterker nog, er zou geen koolstofatoom in het heelal kunnen ontstaan en daarmee nergens een vorm van leven! Geim ontdekte grafeen in 2004, een soort gaas van koolstofatomen van slechts één atoom dikte. Met wat studenten wist Geim een soort doorzichtige folie van grafeen te maken en daar liet hij licht doorheen schijnen. Uit deze experimenten bleek dat 2,3% van het licht geabsorbeerd werd door het grafeen. Nou wil de achterliggende theorie beweren dat α gelijk moet zijn aan die hoeveelheid geabsorbeerde fotonen. Stop het in een rekenmachine en je krijgt 3,14 * 1/137 = 0,0229… Hé, dat komt overeen met de waarnemingen! In feite is het meest verrassende van het experiment van Geim en consorten dat het zo supereenvoudig is. Een velletje superdun grafeen, een lichtbron die er doorheen schijnt en een camera om de absorptie van het licht te meten. Of zoals Geim het zelf zegt: “One can have a glimpse of the very foundations of our universe just looking through graphene.” Hoe eenvoudig kan het leven soms zijn. 🙂 Een artikel van Geim et al over hun experimenten verscheen gisteren in Science Express, de online versie van het Amerikaanse vakblad Science. Bron: ScienceDaily.

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.