Сегодня 29 сентября 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 🔥
Capcom оставит Monster Hunter Wilds, Rise и World на Windows 10 без поддержки, причём очень скоро 7 мин.
Electronic Arts уйдёт с биржи благодаря сделке на $55 миллиардов — компанию выкупят три инвестора, включая Суверенный фонд Саудовской Аравии 55 мин.
Обороты компьютерных клубов в России за пять лет выросли в десятки раз 3 ч.
Devolver анонсировала Minos — игру о строительстве непроходимых лабиринтов по мотивам древнегреческого мифа о Тесее и Минотавре 5 ч.
Silent Hill f обогнала ремейк Silent Hill 2 по скорости продаж на запуске 5 ч.
Разработчики сосредоточились на ИИ-моделях мира для создания сверхразума 6 ч.
Databricks и OpenAI помогут клиентам в развёртывании приложений на базе передовых ИИ-моделей 6 ч.
Число криптомиллионеров выросло на 40 % за год — теперь их 241 700 28-09 16:30
Nival выложила в открытый доступ исходный код военной стратегии «Блицкриг 2» 28-09 15:48
Google работает над функцией бесшовного переноса приложений между Android и Windows 28-09 13:12
Euclyd разрабатывает ИИ-ускоритель Craftwerk с фирменной памятью UBM: 1 Тбайт и 8 Пбайт/с 19 мин.
Британский оператор BT в панике потребовал убрать все литиевые аккумуляторы из телефонных станций из-за риска возгорания 2 ч.
Геймерский 27-дюймовый QD-OLED-монитор Gigabyte Aorus FO27Q5P с 2K и 500 Гц дебютировал в России 2 ч.
Nothing представила CMF Headphone Pro — модульные полноразмерные наушники с автономностью на 100 часов за $99 3 ч.
Qualcomm представила результаты тестов Snapdragon X2 Elite Extreme, в которых он оказался лучше всех 3 ч.
Digital Realty получит от Current Hydro 500 ГВт∙ч энергии с американских ГЭС 3 ч.
В России подорожали ноутбуки премиум-класса — впереди новый виток роста цен 3 ч.
Закрытие угольных электростанций в США забуксовало из-за спроса на энергию для ИИ ЦОД 4 ч.
Huawei удвоит объёмы выпуска флагманских ИИ-чипов в следующем году, но до Nvidia ещё далеко 5 ч.
315 млн ИИ-ядер и 1,4 квадрлн транзисторов: Cerebras открыла в США 10-МВт ЦОД на царь-чипах WSE-3 5 ч.