Сегодня 29 ноября 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 🔥
«Мы просто поражены приёмом»: авторы олдскульного хоррора Tormented Souls 2 продали свыше 100 тыс. его копий и занялись первым DLC 4 ч.
Роскомнадзор увидел в Roblox угрозу детям — на платформе нашли неподобающий контент 5 ч.
Asus предупредила об очередной критической уязвимости в маршрутизаторах с AiCloud 6 ч.
Infinix проведёт в декабре турнир по PUBG Mobile, для участия в котором нужно быть студентом вуза или ссуза России 7 ч.
Президент Signal призвала не спешить с внедрением ИИ в мессенджерах 7 ч.
ИИ-модель DeepseekMath-V2 достигла уровня золотой медали на Международной математической олимпиаде 8 ч.
Практическое использование ИИ в работе остаётся весьма неравномерным 14 ч.
Новая статья: PowerWash Simulator 2 — опять работать. Рецензия 22 ч.
Team Cherry подтвердила работу над DLC для Hollow Knight: Silksong и заинтриговала фанатов тизерами нового контента 23 ч.
Американцы стали уходить из X, отдавая предпочтение TikTok 23 ч.
Первый в мире частный научный спутник успешно выведен в космос — он будет изучать звёзды в ультрафиолете 3 ч.
Главы технологических компаний наперебой заговорили о ЦОД в космосе 4 ч.
В 2027 году Intel может наладить выпуск процессоров Apple M по техпроцессу 18A-P 5 ч.
Samsung выпустила внешние SSD T7 Resurrected с ударопрочным корпусом из вторсырья и скоростью до 1050 Мбайт/с 6 ч.
Битва за Северную Европу: Digital Realty и Equinix борются за покупку скандинавского оператора ЦОД atNorth за €4,5 млрд 6 ч.
Asustor представила десктопные NAS Lockerstor Gen2+ с двумя портами 5GbE и чипом Intel Jasper Lake 7 ч.
На орбиту запущен пятый «завод» компании Varda Space — теперь их там два одновременно 7 ч.
MGX-сервер MSI CG480-S6053 получил чипы AMD EPYC Turin и восемь слотов PCIe 5.0 x16 для FHFL-карт двойной ширины 7 ч.
OpenAI не выйдет на прибыльность до 2030 года, но потребует $207 млрд на развитие 7 ч.
Благодаря Google и ИИ акции MediaTek показали лучшую неделю с 2002 года 7 ч.