Сегодня 25 августа 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Календарь релизов 24–30 августа: Resonance: A Plague Tale Legacy и Star Wars Zero Company 6 ч.
NVIDIA выплатит Poolside за лицензию $6 млрд и получит более ста его специалистов, но поглощением эту сделку называть отказывается 8 ч.
Hugging Face отказалась от денег Nvidia и теперь рассматривает продажу за $13 млрд 10 ч.
The Witcher 4 выйдет в 2028 году — это «самая большая, смелая и амбициозная игра» в истории CD Projekt Red 10 ч.
«Это пустяки»: ветеран Rockstar сравнил утечки GTA VI с секс-скандалом вокруг GTA: San Andreas 11 ч.
После критики фанатов вампирская ролевая игра The Blood of Dawnwalker от ветеранов CD Projekt Red всё-таки получит поддержку 60 кадров/с на консолях 12 ч.
Alibaba выпустила Wan3.0 — новую версию генератора 30-секундных видео 12 ч.
Авторитетный инсайдер подтвердил продолжение Ori and the Will of the Wisps, а создатель серии назвал слухи об Ori 3 «полной чушью» 15 ч.
В Steam завирусился гибрид шутера и симулятора рыбалки на четверых How to Fish — миллион проданных копий за два дня 16 ч.
Зоркий фанат нашёл в Cyberpunk 2077 лужу из нового трейлера Cyberpunk: Edgerunners 2 и впечатлил даже CD Projekt Red 17 ч.
LG оценила 24,5-дюймовый игровой IPS-монитор UltraGear 25G590B с Full HD и 1000 Гц в $1000 4 ч.
Intel раскрыла устройство Crescent Island — ИИ-ускорителя с огромным объёмом дешёвой памяти 5 ч.
Новая статья: Обзор и тест процессорного кулера MSI MAG CoreFrozr AA13: просто, недорого, симпатично 5 ч.
В контрабанде ИИ-ускорителей в Китай оказался замешан топ-менеджер Nvidia — теперь ему грозит 5 лет тюрьмы 10 ч.
Xiaomi представила мини-ПК AI Cube на собственных CPU, GPU и NPU и с LPDDR6-памятью 10 ч.
Xiaomi начала повышать цены на смартфоны — некоторые модели подорожают на 25 % 11 ч.
Фото дня: доставка суперускорителя NVIDIA Vera Rubin NVL72 в дата-центр Microsoft 12 ч.
YMTC готовит IPO на $4,9 млрд — китайский производитель флеш-памяти хочет нарастить выпуск 3D NAND 16 ч.
Xiaomi бросила вызов Qualcomm и MediaTek: новый 3-нм чип Xring O3 первым получил поддержку LPDDR6 16 ч.
Alibaba Cloud намерена всё больше полагаться на ИИ-чипы собственной разработки 16 ч.