Графен является первым экспериментально
полученным материалом моноатомной толщины,
линейные размеры которого достигают
макроскопических величин (до 0.1 мм), а
стабильность позволяет проводить
экспериментальные исследования. На семинаре
будет представлен современный квантово-полевой
подход к описанию низкоэнергетических
возбуждений в его кристаллической решетке и
разобраны некоторые наблюдаемые следствия.
В квантово-полевом подходе система
описывается лагранжианом 2+1-мерных
дираковских фермионов, взаимодействующих с
3+1-мерным элекромагнитным полем.
Поляризационный оператор аналогичной модели
ранее вычислялся в контексте киральной
аномалии. В системе с графеновой пленкой
данный поляризационный оператор дает поправку
к уравнениям Максвелла и определяет
характеристики распространения
электромагнитных волн: коэффициенты отражения,
прохождения и поглощения, а также угол
(возможного) поворота поляризации. На
квантовом уровне наличие поправок в
эффективном действии, сосредоточенных на
2мерной поверхности, приводит к нетривиальному
эффекту Казимира.
Предсказываемое подобной моделью
поглощение света в видимом диапазоне и
проводимость хорошо согласуются с
экспериментом, в то время как поворот угла
поляризации и величина эффекта Казимира
являются нашими предсказаниями.