Сегодня 19 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные случайно открыли частицу, которая приобретает или теряет массу в зависимости от направления движения

Группа учёных из Университета Пенсильвании и Колумбийского университета впервые в эксперименте обнаружила признаки полудираковских фермионов — теоретически предсказанных 16 лет назад квазичастиц. Их удивительная особенность заключается в том, что они полностью теряют массу при смене направления движения перпендикулярно предыдущему. Частицы без массы способны разгоняться до скорости света, что в нашей Вселенной позволено только фотонам.

 Модель поведения полудираковского фермиона. Источник изображения: Penn State University

Модель поведения полудираковского фермиона. Источник изображения: Penn State University

Признаки полудираковских фермионов были обнаружены при изучении квантовых свойств ряда топологических материалов, в частности соединения циркония, кремния и серы (ZrSiS) — популярного среди исследователей полуметалла. В каком-то смысле его строение напоминает графен, но отслоить листы атомной толщины от него пока никому не удалось. Если это получится и соединение проявит способность контролировать полудираковские фермионы, то этот материал найдёт множество применений — от батарей до датчиков.

«Это было совершенно неожиданно, — сказал Инмин Шао (Yinming Shao), доцент физики в Пенсильванском университете и ведущий автор статьи. — Мы даже не искали полудираковские фермионы, когда начинали работать с этим материалом. Однако мы наблюдали признаки, которые не могли объяснить, и оказалось, что мы впервые увидели эти необычные квазичастицы, которые иногда движутся так, как будто у них есть масса, а иногда — так, как будто её нет».

По большому счёту, полудираковские фермионы — это не отдельные самостоятельные частицы, а групповое поведение частиц, иначе говоря, квазичастицы. В данном случае групповое поведение электронов привело к тому, что при движении в одном направлении квазичастица обладала массой, а при движении в другом направлении — нет.

Исследователи использовали для изучения ZrSiS магнитооптическую спектроскопию. Этот метод заключается в том, что материал освещается инфракрасным светом и одновременно подвергается воздействию сильного магнитного поля, после чего отражённый свет анализируется. Применённое магнитное поле превышало силу магнитного поля Земли в 900 тысяч раз. Такое поле способно поднимать в воздух небольшие немагнитные предметы, например капли воды. Образец предварительно охладили до температуры –268,89 °C, что лишь немного выше абсолютного нуля.

«Мы изучали оптический отклик, то есть как электроны внутри этого материала реагируют на свет, а затем анализировали световые сигналы, чтобы понять, есть ли что-то интересное в фундаментальной физике материала, — пояснил Шао. — В нашем случае мы увидели множество ожидаемых особенностей, характерных для полуметалла. Но затем проявились совершенно загадочные свойства».

Для анализа данных эксперимента учёные привлекли теоретиков, совместно построивших модель поведения квазичастиц. Эта модель соответствовала предсказаниям полудираковских фермионов, сделанным в теоретических работах 2008–2009 годов. Открытие открывает новые перспективы для изучения квантовых свойств в области, которая до сих пор оставалась неизведанной.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
В Steam стартовал как никогда масштабный фестиваль «Играм быть» — более семи тысяч демоверсий будущих хитов 48 мин.
Дополнение Silk & Silver добавит в стратегию Crusader Kings 3 прогрессивную систему торговли и не только — дата релиза уже известна 2 ч.
Samson: A Tyndalston Story станет последней игрой Liquid Swords — студия создателя Just Cause закрывается, но он уже готовит новую 3 ч.
Хакерам грозит безработица: ИИ-агенты освоили сложные кибервторжения без участия человека 4 ч.
И кофе сварить, и демонов пострелять: энтузиаст запустил классическую Doom на эспрессо-машине 5 ч.
Глава Konami считает разработчиков игр важнее ИИ — человеческий фактор остаётся ключевым для индустрии 8 ч.
«РТК-ЦОД» подтвердил готовность «Облака КИИ» к размещению информационных систем 1 класса защищённости 8 ч.
Rockstar не забыла: новый трейлер GTA VI удивил фанатов отсылкой к самой первой GTA 11 ч.
Российский рынок промышленного ИИ достигнет 134 млрд рублей к 2030 году 12 ч.
Моддер выпустил инструмент, который с помощью ИИ превращает любую игру в кооперативную 12 ч.
12 мини-реакторов для ИИ: Amazon профинансирует строительство почти гигаваттной АЭС в США 4 мин.
Nvidia не допустила мелкие неооблака на GTC Berlin за использование чипов AMD, Google и других 55 мин.
Asus выпустила геймерский Ethernet-кабель за $41 — ROG Zoom пропускает до 40 Гбит/с 2 ч.
Видеокарты GeForce RTX 5090 на полмиллиона долларов пропали в аэропорту в Бразилии 2 ч.
Apple назначила презентацию на 28 октября — покажут MacBook Pro с OLED и iPad mini 3 ч.
Salience Labs привлёк $125 млн на разработку средств оптической коммутации 4 ч.
Мобильный интернет в России разогнался почти на 20 % после запуска 5G 10 ч.
Американский ИИ-бум на $10 трлн споткнулся о реальность: стройки буксуют, деньги и электричество заканчиваются 10 ч.
Старые iPhone станут донорами для новых китайских смартфонов — всё из-за дефицита памяти 11 ч.
У складного iPhone батарея оказалась меньше, чем у iPhone 18 Pro Max — Apple раскрыла точную ёмкость 12 ч.