Сегодня 20 июня 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 🔥
Новая статья: Solarpunk — выживание под солнечными лучами. Рецензия 8 ч.
«Спасибо за вашу страсть к игре»: Valve поздравила Counter-Strike с 27-летием 11 ч.
Никакого ИИ в браузере — Vivaldi пообещала «сохранить человеческий подход к просмотру веб-страниц» 13 ч.
Слухи: амбициозный самурайский боевик Onimusha: Way of the Sword от Capcom выйдет на три недели раньше запланированного 14 ч.
Google заявила о готовности запустить программу верификации разработчиков и приложений 15 ч.
В последнем обновлении Windows 11 сломалась «Корзина» и запуск приложений Office 16 ч.
У Google Android 17 проявились первые сбои: исчезают виджеты, отказывает Wi-Fi в приложениях 18 ч.
Alibaba Cloud делает ставку на развитие во Франции, а Европа желает получить больше контроля над ИИ-инфраструктурой 18 ч.
Глава PlayStation уклонился от ответа на вопрос о будущем эксклюзивов Sony на ПК, но инсайдер прояснил план компании 18 ч.
Telegram не смог отменить временную блокировку в Индии 19 ч.
Hyundai полностью выкупит Boston Dynamics у SoftBank 7 ч.
Зонд NASA Lucy встретил кувыркающийся астероид-гантель и нашёл на нём следы древней воды 10 ч.
«Логарифмический» ИИ-ускоритель Tensordyne Napier обещает выскоую производительность при минимальном энергопотреблении 12 ч.
Современные роботы освоили многое, но окружающий мир они всё ещё не понимают 12 ч.
«Не можем создать смартфон», — Nothing отменила выпуск CMF Phone 3 Pro из-за роста цен на память 14 ч.
Сбербанк этой осенью представит человекоподобных роботов собственной разработки 15 ч.
Потребительский SATA SSD выдержал 15 000 полных перезаписей за 16 лет и продолжает работать 15 ч.
Cloud.ru начал строительство собственного ЦОД в Московской области 16 ч.
В Тасмании начали строить «чёрный ящик Земли» — сверхзащищённый бункер с климатическим архивом планеты 16 ч.
Выход SpaceX на биржу сделал миллиардерами членов совета директоров и сотрудников компании 16 ч.