رفتار الکترون در گرافن موضوعی است که محققان متعددی در جهان به مطالعه آن پرداخته‌اند. اخیرا یک گروه تحقیقات بین المللی دریافته‌اند که می‌توان حرکت تصادفی الکترون را در گرافن تحت کنترل در آورد. برای این کار از میدان الکتریکی یا دما استفاده می‌شود. نتایج این پژوهش می‌تواند به افزایش درک محققان از مقوله ماده و ضد ماده در اشعه کیهانی کمک شایانی کند.
بررسی رفتار الکترون در گرافن
گرافن ماده‌ای به شکل لانه زنبوری بوده که جنس ساختار آن از کربن است ضخامت این ماده به اندازه یک لایه اتمی است. در این ماده برهمکنش میان الکترون‌ها و اتم‌ها انرژی موثر الکترون را تغییر می‌دهد. به‌همین دلیل انرژی الکترون‌ها در گرافن بسیار شبیه به انرژی فوتون می‌شود.
محققان اروپایی با همتایان خود در آفریقای جنوبی نشان دادند که حرکت الکترون در گرافن به‌صورت تصادفی است این الکترون‌ها قادرند تا دینامیکی همانند اشعه کیهانی داشته باشند. آنها نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Relativistic Brownian motion on a graphene chip در نشریه European Physical Journal B به چاپ رساندند. در این پروژه آندره پوتوسکی و همکارانش شرکت داشتند.
با توجه به مطالب فوق می‌توان گفت که الکترون‌ها در گرافن رفتاری شبیه اشعه کیهانی دارند که به آنها ذرات فوق نسبیتی گفته می‌شود. سرعت واقعی این ذرات یک صد برابر کمتر از سرعت نور می‌باشد. نویسندگان این مقاله از معادلات کلاسیک برای توضیح حرکت تصادفی الکترون‌ها موسوم به حرکت براونی استفاده کردند. با این کار دینامیک الکترون‌ها درون گرافن در فضایی محدود مشخص می‌شود. در این تحقیق، محققان از گرافن‌هایی با اشکال مختلف استفاده کرده و در شرایط متفاوت نظیر دما و قدرت میدان الکتریکی مختلف، مقدار نفوذ الکترون‌ها را بررسی کردند.
با این نتایج دانشمندان قادرند یک گام دیگر جلو رفته و نوسانات الکترون را افزایش دهند با این کار حرکت تصادفی الکترون‌ها را تحت کنترل در آورند. در واقع آنها می‌توانند حرکت بی‌نظم الکترون در این ساختارها را به حرکت دوره‌ای تبدیل نمایند برای این کار از تغییر میدان الکتریکی استفاده می‌شود.
در ادامه این پروژه می‌توان روی تاثیر تغییر دما بر افزایش کارایی و عملکرد گرافن مطالعه کرد در واقع اثر مثبت دما روی کنترل حرکت الکترون می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. با مطالعه ساختار گرافن و رفتار الکترون در آن می‌توان درک بهتری از دینامیک ماده و ضد ماده در اشعه کیهانی داشت.
