Сегодня 17 августа 2025
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 🔥
Новая статья: Mafia: The Old Country — возвращение привычной «Мафии». Рецензия 7 ч.
Мошенники начали заменять контакты на смартфонах жертв при помощи файлов VCF 12 ч.
Сэм Альтман рассказал о перспективах OpenAI, ИИ и других технологий 14 ч.
Meta проведёт масштабные изменения в структуре ИИ-подразделений — в четвёртый раз за полгода 16 ч.
Google Gemini был доступен для россиян всего несколько часов 16 ч.
GPT-5 пока не смогла порадовать потребителей, зато корпоративные клиенты пришли в восторг 18 ч.
В рамках вторичного размещения персонал OpenAI продаст акций на сумму $6 млрд 24 ч.
Волна интереса к ИИ порождает новых миллиардеров с рекордной скоростью 16-08 04:34
Почти 30 тыс. серверов Microsoft Exchange Server оказались уязвимыми из-за нерасторопности администраторов 16-08 01:23
OpenAI заработала $2 млрд на мобильном приложении ChatGPT — в 30 раз больше всех конкурентом вместе 16-08 01:05
В Пекине стартовали первые в мире Всемирные игры человекоподобных роботов 14 ч.
Автономность планшетов Surface Pro 11 снизилась вдвое — Microsoft изучает проблему 14 ч.
Asus выпустила белые версии GeForce RTX 5060 и Radeon RX 9060 XT в исполнении Dual 15 ч.
Inspur представила суперускоритель Metabrain SD200 для ИИ-моделей с триллионами параметров 16 ч.
Представлена первая в мире контактная OLED-линза для самостоятельной диагностики сетчатки глаза 16 ч.
Dell представила ИИ-серверы PowerEdge R7725 и R770 на базе NVIDIA RTX Pro 6000 Blackwell Server Edition 16 ч.
Lamborghini выпустит самый быстрый в истории подключаемый гиперкар Fenomeno по цене $3,5 млн 18 ч.
Стартап Lucid Motors представил электрический внедорожник, чтобы оправдать провальные продажи 23 ч.
Американское правительство может использовать для покупки пакета акций Intel средства, выделенные по «Закону о чипах» 24 ч.
Дональд Трамп владеет акциями американских техногигантов на миллионы долларов США 16-08 06:01