Лист графена — углеродная сетка толщиной в один атом — под лучом мощного лазера ведёт себя как дорога, на которой вдруг появляется шлагбаум. Электроны, свободно бежавшие по материалу, натыкаются на запрещённую зону: промежуток энергий, который им не перепрыгнуть. Раньше такое предсказывали в теории, но увидеть своими глазами не удавалось.
Международная группа физиков направила на графен короткие и сильные импульсы света. Свет заставил электроны двигаться синхронно, как толпу, шагающую в ногу на мосту. В местах, где раньше энергетические уровни пересекались, возник зазор — спектроскопия с временным и угловым разрешением показала это напрямую. Зазор оказался неодинаковым: в одних направлениях он шире, в других — уже, а в двух особых точках исчезает вовсе. Эти точки — так называемые дираковские узлы — защищены симметрией, как два полюса на глобусе, которые нельзя убрать, не порвав карту.
Это первый прямой эксперимент, подтверждающий, что светом можно перекраивать электронную структуру графена. В перспективе такие «одетые светом» материалы могут стать основой для транзисторов, переключаемых лазером, или для квантовых устройств, где свойства меняются на лету. Графен, созданный скотчем и карандашом, снова оказывается полигоном для идей, которые ещё вчера жили только на бумаге.
Графен — самый тонкий материал в мире: миллион листов, сложенных стопкой, будет толщиной с человеческий волос.
В романе Нила Стивенсона «Алмазный век» материя программируется светом — эксперимент с графеном делает первый шаг к таким технологиям.