У лабораторіях Німеччини електрони в графені раптово перестрибують через заборонені енергетичні зони, причому з імовірністю до ста відсотків. Це не помилка вимірювань, а реальний процес, який вдалося зняти в реальному часі.
Команда вчених з Університету Регенсбурга, Філіппського університету Марбурга та Дослідницького центру Юліх провела експеримент, опублікований у журналі Nature 2 листопада 2026 року. Вони використали фотоемісійний імпульсний мікроскоп, поєднаний з потужними лазерними імпульсами, щоб відстежувати рух електронів в атомарно тонких шарах графену найвищої чистоти, вирощених у Юліху. Метод отримав назву субциклової відеографії: він дозволяє фіксувати події, що відбуваються за частки фемтосекунди.
У звичайних напівпровідниках електрони залишаються у своїй енергетичній зоні, розділеній забороненою щілиною. Тут же під дією сильного електричного поля світлового імпульсу електрони прискорюються і перетинають щілину без проміжних станів. Уявіть ліфт, який миттєво переміщається з першого поверху на двадцятий, минаючи всі інші: саме так виглядає перехід Ландау-Зенера-Майорани. Швидкість електронів біля краю зони визначає ймовірність такого стрибка, і в графені вона сягає ста відсотків.
Експеримент показав, що взаємодія з кристалічною ґраткою може порушувати впорядкований рух, але саме тунелювання залишається передбачуваним. Це принципово відрізняється від класичного тунелювання через просторовий бар'єр — тут ключову роль відіграє динаміка в часі.
Відкриття відкриває шлях до керування електронами у двовимірних матеріалах за допомогою світла, а не лише електричних напруг. У майбутньому такі методи можуть лягти в основу нових пристроїв, де квантові переходи стануть робочим інструментом, а не рідкісним винятком.
Результати, опубліковані в Nature, підтверджують: метод субциклової відеографії працює і на інших квантових матеріалах, даючи панорамний погляд на їхній енергетичний ландшафт.
