Grafen zmieni definicje ampera ?

Pierwsza na świecie grafenowa pompa elektronowa, opisana przez badaczy w Nature Nanotechnology, dostarcza informacji o prędkości przepływu elektronu, potrzebnych do stworzenia nowej definicji stałej prądu elektrycznego opartej o ładunek elektronu. Tego typu pompa może wysyłać pojedyncze elektrony po ustalonej ścieżce i w ustalonym czasie. Grafen okazał się doskonałym materiałem do jej produkcji, zapewniającym dokładność i szybkość potrzebną do redefinicji ampera. Podobne pompy budowane wcześniej z aluminium również były bardzo dokładne, ale działały zbyt wolno.

Amper jest jednostką natężenia prądu elektrycznego w Międzynarodowym Układzie Jednostek SI. Oznacza się go literą "A". Amper wyraża wartość ładunku, która przepływa przez określony obwód w określonym czasie. Obecna definicja tej jednostki pochodzi z roku 1948 i wymaga zmiany, ponieważ nie odnosi się ona do stałych fizycznych i jest zależna od definicji kilograma, która obecnie odwołuje się do międzynarodowego wzorca, a nie do stałych fizycznych. W związku z tym każda zmiana definicji kilograma wpłynie na wartość ampera. Oznacza to, że obecna definicja ampera nie ma zastosowania uniwersalnego.

Międzynarodowy Układ Jednostek SI określa siedem podstawowych jednostek: metr, kilogram, sekundę, kelwina, ampera, mola i kandelę. Są to stałe fizyczne, których wartość pozostaje niezmienna i mogą one być stosowane uniwersalnie. Ich definicje oparte są na stałych zależnościach występujących w naturze, które nie zmieniają się bez względu na warunki pomiaru, na przykład jeden metr oznacza odległość pokonywaną przez światło w próżni w czasie 1/299792458 sekundy.

Stworzenie grafenowej pompy elektronowej może mieć także dalej idące konsekwencje. Takie pompy mogą zostać wykorzystane do zderzania elektronów. W wyniku tego naukowcy mają nadzieję stworzyć splątane pary elektronów, co pozwoliłoby odpowiedzieć na niektóre pytania stawiane przez fizykę kwantową.(PAP)