Сегодня 03 июня 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 🔥
Скорость распространения Windows 11 замедлилась 41 мин.
На МКС заработает российский ИИ — осенью там запустят GigaChat «Сбера» 3 ч.
Разработчик-одиночка анонсировал «Знамя победы» — гибрид стратегии и экшена на полях сражений Второй мировой войны 3 ч.
Рынок российского инфраструктурного ПО достиг уровня 2021 года 4 ч.
МТС Web Services запустила собственную публичную облачную платформу 4 ч.
Windows 11 перестанет навязывать Edge в качестве браузера по умолчанию — но не для всех 4 ч.
Resident Evil 9 не заставит себя долго ждать — сразу три инсайдера подтвердили скорый анонс от Capcom 5 ч.
«Мы бесконечно признательны»: продажи Elden Ring Nightreign взяли новую высоту, а обзоры игры в Steam стали «в основном положительными» 6 ч.
Благодаря ИИ Microsoft из отстающих вышли в лидеры по темпам роста своих акций 7 ч.
Microsoft продолжила массовые увольнения, несмотря на сокращение 7000 сотрудников в мае 7 ч.
Т-Банк раздумывает над строительством третьего ЦОД из-за роста бизнеса 2 мин.
NAACP призывает закрыть ЦОД xAI в Мемфисе из-за загрязнений воздуха газовыми турбинами 26 мин.
MSI представила очень компактную GeForce RTX 5060 8G Inspire ITX — у неё всего один вентилятор 26 мин.
США отсрочили подорожание видеокарт — повышение пошлин на китайские комплектующие отложено до 31 августа 39 мин.
XFX выпустит 12 вариантов Radeon RX 9060 XT — все с одинаковым разгоном GPU 2 ч.
OpenAI и Nvidia заработают миллиарды на Ближнем Востоке — но главный выигрыш достанется США 3 ч.
Электромобильный бизнес Xiaomi станет прибыльным благодаря новому YU7, надеется основатель компании 3 ч.
Applied Digital сдаст CoreWeave 250-МВт ЦОД в Северной Дакоте на 15 лет за $7 млрд 3 ч.
iPhone 16e попал в топ-10 популярных смартфонов в Европе сразу после выхода, но iPhone SE дебютировали лучше 4 ч.
Серийное производство базовых станций 4G в России начнётся в этом году, пообещали в «Ростехе» 4 ч.