Belgiska forskare har använt en partikelfysikkteori för att beskriva partikelliknande enheters beteende, kallas excitoner, i två lager grafen, en en-kol-atom-tjock bikakekristall. I en tidning publicerad i European Physical Journal B , Michael Sarrazin från University of Namur, och Fabrice Petit från Belgian Ceramic Research Centre i Mons, studerat beteendet hos excitoner i ett dubbelskikt av grafen genom en analogi med excitoner som utvecklas i två abstrakta parallella världar, beskrivs med ekvationer som vanligtvis används inom högenergipartikelfysik.

Författarna använde ekvationerna som speglar en teoretisk värld bestående av ett tvådimensionellt rymdark - en så kallad brane - inbäddad i ett rum med tre dimensioner. Specifikt, författarna beskrev kvantbeteendet hos excitoner i ett universum som består av två sådana branvärldar. De gjorde sedan en analogi med ett dubbelskikt av grafenark, där kvantpartiklar lever i ett separat rum-tid.

De visade att detta tillvägagångssätt är anpassat för att studera teoretiskt och experimentellt hur excitoner beter sig när de är instängda inom grafenarkets plan.

Sarrazin och hans kollega har också teoretiskt visat förekomsten av en växlingseffekt av excitoner mellan grafenlager under specifika elektromagnetiska förhållanden. Denna byteeffekt kan uppstå som en solid-state-ekvivalent med känd partikelswappning som förutses i brane-teorin.

För att verifiera deras förutsägelser, författarna föreslår designen för en experimentell enhet som förlitar sig på ett magnetiskt inställbart optiskt filter. Den använder magneter vars magnetfält kan styras med ett separat externt magnetfält. Excitonerna produceras först genom att ett infallande ljus lyser på det första grafenskiktet. Enheten fungerar sedan genom att registrera fotoner framför det andra grafenlagret, som ger en ledtråd till excitonens sönderfall efter att den har bytt till det andra lagret från det första.