Сегодня 11 мая 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 🔥
Издателем Stellar Blade 2 выступит не Sony, а сама Shift Up — официальный анонс сиквела уже не за горами 16 мин.
Смартфоны Samsung начнут блокировать приложения с назойливой рекламой в уведомлениях 2 ч.
Фанатов заинтриговал мод, который переносит в Half-Life главную героиню Life is Strange — геймплей и подробности Half-Life is Strange 2 ч.
TikTok позволит полностью отключить рекламу — но не бесплатно и не всем 3 ч.
ИИ упростил создание рекламы для малого бизнеса, но выделиться стало сложнее 7 ч.
WhatsApp запустил платную подписку Plus на iOS с темами, значками и 18 акцентными цветами 7 ч.
Джазовый ретрошутер Mouse: P.I. For Hire достиг новой вершины продаж и уже отбил все затраты на разработку 8 ч.
Новый большой патч принёс в Crimson Desert особые виды транспорта и извлечение материалов — подробности обновления 1.06.00 10 ч.
Пираты «угнали» Forza Horizon 6 за 9 дней до релиза — помогли сами разработчики 12 ч.
Уютный градостроительный симулятор Town to City выйдет из раннего доступа Steam до конца мая 24 ч.
Спутник LINK прошёл испытания и приблизил спасение обсерватории Swift от сгорания в атмосфере 2 мин.
DJI показала мощные роботы-пылесосы Romo 2 — с датчиками, как у дронов, и быстрой зарядкой 8 мин.
Следующая Vision Pro выйдет не раньше 2028 года: Apple переключилась на умные очки и ИИ-устройства 23 мин.
Первая частная индийская ракета отправится в космос уже этим летом — шансы на успех не высоки, и это нормально 2 ч.
Смартфон Трампа может вообще не выйти — предзаказ не гарантирует даже запуск производства 3 ч.
Ключевые характеристики геймерского смартфона RedMagic 11S Pro раскрылись до анонса 3 ч.
Broadcom представила решения 10G PON и Wi-Fi 8 для организации ШПД 6 ч.
Verda и Compal объединили усилия для создания ИИ-инфраструктуры следующего поколения 6 ч.
PowerColor выпустила тонкую профессиональную видеокарту Radeon AI PRO R9600D с разъёмом 12V-2×6 6 ч.
SK hynix может привлечь Intel вместо TSMC к выпуску памяти HBM4 7 ч.