Сегодня 03 апреля 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 🔥
Google выпустила семейство открытых моделей Gemma 4 с поддержкой 140 языков и лицензией Apache 2.0 5 ч.
IBM «подружит» мейнфреймы с Arm, но пока, похоже, сама не до конца понимает, зачем 8 ч.
Microsoft AI представила три собственные ИИ-модели для генерации текста, голоса и изображений 10 ч.
Google прокачала ИИ-ассистента для умного дома: Gemini в Home стал лучше понимать сложные команды 10 ч.
Всему хорошему приходит конец: Microsoft подтвердила, когда GTA V покинет Game Pass 12 ч.
Мультиплеерный стелс-экшен Thick as Thieves от создателя Deus Ex и System Shock стал одиночной игрой с кооперативом на двоих 13 ч.
Отменённая The Last of Us Online была почти готова — ведущего разработчика «убивает, что люди не смогут поиграть в неё» 14 ч.
Ветеран Microsoft: обновления Windows не всегда ломают ПК — иногда они просто вскрывают проблемы 14 ч.
На следующей неделе «Яндекс» проведёт конференцию «День поиска» 15 ч.
Blizzard заинтриговала фанатов StarCraft новой вакансией — шутер с открытым миром на Unreal Engine 15 ч.
OpenAI внезапно решила потратить более сотни миллионов долларов на покупку популярного ток-шоу 2 ч.
Подготовка к 5G: Yadro инвестирует 135 млрд рублей в производство телеком-оборудования 5 ч.
Новая статья: Восьмеричный путь к AGI: от ложной нирваны к истинной 9 ч.
SpaceX пожаловалась, что запуски спутников-конкурентов Amazon Leo создали риск столкновения 10 ч.
8BitDo выпустила механическую клавиатуру Retro 68 AP50 за $500 в стиле компьютера Apple II 10 ч.
Piter-IX поднял цены на свои услуги 14 ч.
Поставки электромобилей Tesla рухнули на 14 % за первый квартал — продано всего 358 000 штук 14 ч.
Тепло от дата-центров для ИИ начало сказываться на климате — пока лишь локально, но чувствительно для соседей 15 ч.
Представлен смартфон среднего уровня Honor X80i с чипом Dimensity 6500 Elite, 50-Мп камерой и батареей на 7000 мА·ч 15 ч.
Британские учёные выяснили, что дата-центры подогревают окрестности на километры вокруг 16 ч.