Сегодня 31 марта 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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Студия-разработчик Deus Ex: Mankind Divided осталась без руководителя и уволила ещё 120 сотрудников 11 мин.
«Становится только хуже»: инсайдер рассекретил ещё одну игру из апрельской подборки PS Plus, и фанаты не рады 13 ч.
Microsoft анонсировала крупную игровую презентацию Xbox Games Showcase 2026 и первый за два года показ Gears of War: E-Day 16 ч.
Microsoft серьёзно улучшит поиск в Windows 11 после многолетних жалоб 16 ч.
Microsoft отозвала очередное обновление Windows 11 из-за отсутствующих или повреждённых файлов 16 ч.
Российские власти собираются наказывать пользователей VPN, для начала финансово 16 ч.
Россиянам запретят пополнение Apple ID с мобильного счёта — так распорядились власти РФ 19 ч.
Dolby подала в суд на Snapchat за использование бесплатного кодека AV1 22 ч.
Crimson Desert побила личный рекорд популярности в Steam на фоне нового крупного обновления 22 ч.
«Это буквально всё, что мне было нужно»: трейлер с датой выхода файтинга Avatar Legends: The Fighting Game привёл фанатов в восторг 22 ч.
Новая статья: Обзор смартфона HUAWEI Mate 80 Pro: консервативный поворот 4 мин.
В России начались продажи фитнес-браслетов Huawei Band 11 и 11 Pro, а также смарт-часов Huawei Watch Ultimate 2 в новом цвете 13 мин.
Google открыл ранний доступ к квантовому компьютеру нового поколения, но учёным из ряда стран там не рады 20 мин.
Правительство РФ одобрило пакет законопроектов о регулировании криптовалюты 4 ч.
С середины месяца акции Micron упали в цене на 30 % 6 ч.
Следствие по делу о краже 2-нм технологий TSMC закончено — бывший сотрудник может получить 20 лет тюрьмы 8 ч.
Новая статья: Обзор видеокарты Predator BiFrost Radeon RX 9070 XT OC: матч-реванш 11 ч.
Представлен флагман Vivo X300s с камерой Zeiss на 200 Мп, чипом Dimensity 9500 и ценой $723 14 ч.
Великобритания оштрафовала Apple на £390 000 за нарушение санкций против России 15 ч.
Представлен флагманский смартфон Vivo X300 Ultra с двумя 200-Мп камерами и съёмной оптикой по цене от $1000 17 ч.