ورقة الغرافين بسماكة ذرة واحدة — مثل مفرش طاولة ناعم تمامًا تتدحرج عليه كرات إلكترونية. ضع حاجزًا كهربائيًا في مسار هذه الكرات — وعادةً سترتد إلى الخلف. لكن في الغرافين الأمر مختلف: في ظل ظروف معينة، تمر الإلكترونات عبر الحاجز دون أن تلاحظه، وكأنه جدار من الضباب.
درس مؤلفو العمل الجديد نموذجًا ثنائي الأبعاد للإلكترونات في الغرافين تحت تأثير مجال كهربائي قابل للضبط. يمكن تحويل هذا المجال بسلاسة من حاجز متصل إلى سلسلة من العوائق المنفصلة. واتضح أنه في مثل هذا النظام يحدث النفق الفائق-كلاين — مرور كامل للجسيمات دون انعكاس. السر هو أن النموذج مرتبط رياضيًا بالحركة الحرة للجسيمات: يبدو الحاجز وكأنه يختفي للإلكترونات ذات طاقة معينة.
تمكنوا من رؤية هذا الارتباط بفضل طرق ميكانيكا الكم فائقة التناظر — أداة رياضية أنيقة تسمح بإعادة صياغة مسألة معقدة إلى مسألة أبسط. بالإضافة إلى ذلك، يتميز النموذج بالثبات القياسي: إذا غيرت أبعاد النظام، لا تتغير الفيزياء. وبالنسبة للجسيمات ذات طاقة محددة، يصبح الجهد غير مرئي تمامًا. يناقش المؤلفون كيفية تحقيق مثل هذا النظام في التجربة — على سبيل المثال، باستخدام بوابات (gates) تخلق المجال الكهربائي المطلوب فوق الغرافين.
هذا النقل "غير المرئي" للإلكترونات قد يكون مفيدًا في إلكترونيات المستقبل: إذا لم تتشتت الجسيمات على العوائق، ستعمل الأجهزة بشكل أسرع وبخسائر أقل. وورقة الغرافين تظهر مجددًا كمفرش طاولة سحري، لكن هذه المرة للعجائب الكمومية.
الغرافين هو أنحف مادة في العالم: ورقة بمساحة ملعب كرة قدم تزن أقل من غرام واحد.
فكرة الحواجز غير المرئية تذكرنا بدروع الطور من "ستار تريك"، التي تسمح بمرور بعض الجسيمات وتمنع أخرى.