在量子科學和固態化學學的結合中，俄羅斯國家標準和技術研究所(Nist)的研究人員借助磁場將電子群限制在石墨烯(一層致密的碳原子)中的一系列同心圓環上。
這個分層的“婚禮面包”，出現在圖片中，顯示了電子，實驗否認了電子怎樣在一個緊密限制的空間中互相作用，按照常年未經測試的量子熱學規則。這種發覺也可以在量子估算中有實際的應用。
石墨烯因為其機械硬度、導電能力和纖薄，本質上是二維結構，是一種極有前途的新型電子元件材料。出于這種誘因，科學家們歡迎任何關于這些神奇材料的新看法。
研究人員將她們的發覺發表在8月24日的科學，開始了她們的實驗，創造了量子點-充當人造原子的小島嶼-在石墨烯設備冷卻到絕對零度的幾度。
電子圍繞量子點運行，類似于那些帶負電荷的粒子圍繞原子的形式。如同梯子上的階梯一樣，它們只能按照量子理論的規則搶占特定的基態。并且當研究人員施加磁場時發生了一些非常的事情，磁場進一步限制了圍繞量子點運行的電子。當外加磁場達到約1特斯拉(約100倍的典型硬度小棒吸鐵石)時，電子更緊密地集聚在一起，互相作用更強。
因而，電子重新排列成一個新的模式：一個交替的導電和絕緣系列。同心圓環表面上。當研究人員在不同的電子能量水平上記錄同心環的圖象時，形成的圖象如同婚宴面包，電子能量作為垂直規格。
圖為掃描隧洞波譜圖象顯示，磁受限電子排列在一個婚宴面包狀的基態結構，稱為基態，標記為11(導墻)。限制在那些水平上的電子在石墨烯(頂部面板)內形成一系列絕緣和導電環。
掃描隧洞顯微鏡，通過記錄樣品不同區域之間的電子流動和顯微鏡針尖的超聲波，以原子尺度碼率成像表面，闡明了這些結構。
NIST的科學家兼專著者約瑟夫·斯特羅西奧說：“這是一個典型的問題-確定電子的空間和磁約束的綜合效應是哪些-當你第一次接觸量子熱學時，你會在紙上解決這個問題，但沒有人真正看見這個問題?！薄瓣P鍵是石墨烯是一種真正的二維材料，表面有一片曝露的電子海，”他補充道。“在先前使用其他材料的實驗中，量子點被掩埋在材料界面上，所以沒有人就能觀察它們的內部以及怎樣基態當施加磁場時發生變化?！?span style="display:none">8d2物理好資源網(原物理ok網)
石墨烯量子點被覺得是一些量子計算機的基本組成部份。
“由于我們看見這些行為是從大概1特斯拉的中等場開始的，這意味著在考慮個別類型的石墨烯時，必須仔細考慮那些電子與電子的互相作用。”量子點“關于量子估算，”研究的專著者克里斯托弗·古鐵雷斯說，他如今加拿大的不列顛波蘭省學院，他和尼斯托學院和弗吉尼亞學院的費列斯特·加哈里和丹尼爾·沃克普合作在nist完成了這項實驗工作。
這一成就也為石墨烯提供了充當“相對論量子模擬器”的可能性。相對論描述了物體在光速或接近光速時的行為。石墨烯中的電子具有一種不尋常的性質-它們的運動就好象它們是無質量的，如同光的粒子一樣。其實石墨烯中的電子實際上比光速慢得多，但它們的無質量光行為它們博得了“相對論性”物質的外號。這項新的研究打開了一扇門，創造了一個桌面實驗來研究強烈受限的相對論性物質。
這種檢測結果表明，科學家們可能很快還會發覺，在高溫下量子物理學在線播放，因為電子與固態物質的互相作用而形成的更奇特的結構。
還有科學家通過石墨烯片來了解黑洞
化學學家從理論上證明，通過將磁場施加到形狀不規則的小石墨烯片上，薄片就弄成了黑洞的量子全息圖。這意味著石墨烯片重建了黑洞的空間結構和特點特點，并且在一個更小、更低維的系統中。
化學學家Chen和來自美國、以色列、英國和法國的機構的專著者發表了一篇關于石墨烯近來一期的量子全息圖化學評論信.
不列顛波蘭省學院的數學學院士Franz告訴我們：“我們證明了一種相當普遍且經過悉心研究的材料-石墨烯-在個別條件下可以新穎而令人激動的形式表現下來?！薄！熬唧w來說量子物理學在線播放，納米級石墨烯塊狀不規則邊界中的電子，以及應用中的電子。磁場可以實現所謂的-ye-(SYK)模型."
正如數學學家所解釋的，SYK模型說明了一種“全息排比，“其中高維系統(這兒，(1+1)維時空中的黑洞)可以用一個低維系統(這兒是石墨烯中的電子，搶占(0+1)維時空)來表示。
SYK模型說明的全息二元性的類型非常有趣，由于它顯示了黑洞，如非零剩余熵和量子混沌傳播。它也可以幫助回答量子熱學和引力之間聯系的基本問題。
“今天化學學家對SYK模型十分感興趣，由于它被覺得包含了量子黑洞的全息描述，”Franz說。“現代數學學中一些最神秘的奧秘在于愛因斯坦的廣義相對論(一種描述時空、引力和黑洞的理論)和量子熱學(描述微觀現象、電子、原子等的理論)之間的交匯點。為此，更好地理解SYK模型可以揭示那些基本問題?！?span style="display:none">8d2物理好資源網(原物理ok網)
與其他被提議拿來演示SYK模型的系統不同，石墨烯的新量子相不須要任何先進的制造技術，應當可以使用現有的技術來實現。主要要求石墨烯片具有高度不規則的邊界和干凈的內部，因而電子波函數具有隨機性?？臻g結構，這為實現黑洞全息圖提供了必要條件。
弗蘭茲說：“我們目前正旨在于了解石墨烯片在SYK體系中的傳輸特點?！薄案鼜V泛地說，我們希望我們的理論結果將激勵實驗者研究形成SYK化學所需類型的石墨烯薄片，我們打算為任何這樣的努力提供理論支持?！?span style="display:none">8d2物理好資源網(原物理ok網)