Обычно ток, который “течёт” по проводам, на схеме обозначают стрелочкой, но на схемах ток всегда «течёт» от «плюса» к «минусу».
Реальный же ток в проводах – это электроны, отрицательно заряженные элементарные частицы, которые двигаются от «минуса» к «плюсу».
Историческое объяснение этого в том, что когда первые исследователи начали изучать электрические явления и собирать первые цепи постоянного тока, ещё не было известно о существовании электронов, и никто ничего не знал о знаке носителей заряда в металлических проводниках. И Андре-Мари Ампер, введший в физику понятие «электрический ток», предложил считать, что ток течёт от «плюса» к «минусу».
Когда электроны всё-таки были обнаружены, и выяснилось, что направление тока противоположное, никто не стал отказываться от привычного «направления» тока, ибо то, что называется “физикой”, это далеко не отражение реальности а, прежде всего, свод мнений её корифеев.
Физики издавна предполагали, что электрический ток должен вести себя подобно жидкости, со всеми присущими жидкостями свойствами, например, вязкости. Однако до сих пор проявления такой «электронной» вязкости не были известны.
Двое физиков, Григорий Фалькович и Леонид Левитов заявили, что опытом, подтверждающим макроскопическое поведение постоянного тока, могло бы быть наблюдение образования вихрей, возникающих в вязком потоке электронов. В результате в графене образуются области, в которых поток электронов может оказаться направленным не только от «минуса» к «плюсу» но и от «плюса» к «минусу», то есть области, по закону Ома, имеющие отрицательное сопротивление. И оказалось, что параллельно с выходом теоретической статьи, в которой описывалась возможность наблюдения таких вихрей, вышла независимая статья физиков из Манчестерского университета и Гарварда, в которой отрицательное сопротивление впервые наблюдалось в эксперименте.
Так что термин «электронный газ», которым обычно описывается состояние электронов в проводнике, может вскоре потеснить «электронная жидкость».
Исследователи из университета Мельбурна получили изображения, на которых запечатлено движение электронов в графене.
Для получения снимков движения электронов группа профессора Холленберга использовала алмазный зонд, на поверхности которого искусственно были созданы так называемые “цветовые пятна”. Зонд был изготовлен из чистейшего алмаза, а “цветовые пятна” представляли собой так называемые азотные вакансии, атомы азота, внедренные в кристаллическую решетку недалеко от поверхности кристалла. Поверх поверхности алмазного зонда, вплотную к ней был наложен кусок графеновой пленки, через которую пропускался исследуемый электрический ток.
“Мы освещали алмаз светом зеленого лазера, а “цветовое пятно” переизлучало свет красного цвета, параметры которого зависели от взаимодействия азотной вакансии в алмазе с электронами, перемещающимися в графене” – рассказывает профессор Холленберг, – “Измеряя интенсивность красного света, мы проводим измерение магнитного поля, создаваемого движением электрического тока. При этом, чувствительность оборудования позволяет нам видеть не только особенности движения электронов, но и определять величину влияния на это дефектов, присутствующих в исследуемом материале”.