Пара нобелевских лауреатов 2010 года — российские физики Андрей Гейм и Константин Новосёлов — представили теоретическое обоснование пространственной структуры графена с безмассовыми электронами. Оба физика семь лет назад получили Нобелевскую премию за работу о графене. Так что новый доклад — это в некотором роде продолжение прежней работы. Электрон без массы (подобно фотону) способен переносить заряд, но также одновременно испытывать эффект сверхпроводимости. В данном случае этот эффект проявляется на поверхности так называемых топологических материалов и "3D графен" может считаться одним из них.

Интересно, что подобное поверхностное состояние электрона ещё в 30-х годах прошлого века предсказали советский физик Игорь Тамм и американский Уильям Шокли (William Shockley). На основе их работ было введено первое теоретическое обоснование подобной модели поведения электрона. В последствии немецкий учёный Герман Вейль (Hermann Weyl) ввёл понятие полуметаллов, на поверхности которых возможно "топологическое" поведение электронов. Такие полуметаллы впервые были обнаружены в 2015 году и теперь называются вейлевские, а "электрон без массы" стали называть вейлевским фермионом. На поверхности кристаллического материала фермион движется по так называемой фермиевской дуге (Fermi Arcs), теоретическое описание которой вывели профессор МФТИ Владимир Волков и кандидат наук Жанна Девизорова.

Учёные в МФТИ сегодня продолжают исследовать свойства полуметаллов и ищут возможность управлять движением электронов на их поверхностях с помощью магнитного или электрических полей. Призом может стать "сверхбыстрая" электроника, что обещает обеспечить прорыв на новый уровень производительности.