Сегодня 13 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: Gothic Remake — в новом теле старый дух. Рецензия 7 ч.
Нереалистичные сроки, неумелое руководство и страх отмены: журналисты рассказали о проблемах разработки новой Ghost Recon 11 ч.
В работе Facebook и Instagram произошёл масштабный сбой — ленты не обновляются, видео и картинки не загружаются 13 ч.
Crimson Desert продолжает превращаться в симулятор разведения животных — подробности обновления 1.11.00 13 ч.
Вирус Hades распугивает ИИ-сканеры запросами на создание ядерного и биологического оружия 14 ч.
HarmonyOS 6 распространилась на 66 млн устройств, следующая цель — 100 млн 15 ч.
Huawei анонсировала HarmonyOS 7 с повышенной производительностью и встроенным ИИ-агентом 16 ч.
Oracle превысила прогнозы Уолл-стрит, но акции упали из-за планов по займам для постройки ИИ ЦОД 16 ч.
ИИ-боты повадились рассказывать истории об Элиасе Торне — и никто не знает, кто это такой 17 ч.
Google раскрыла преступную группировку, промышлявшую фишингом с помощью ИИ-сервиса Gemini 17 ч.
Стартап Джеффа Безоса привлёк $12 млрд на разработку ИИ-инструментов для создания физических продуктов и лекарств 16 мин.
Маск может объединить SpaceX и Tesla, как считает операционный директор первой из компаний 40 мин.
SpaceX провела рекордное IPO, а Илон Маск стал триллионером 7 ч.
BMW представила концепт электрического спорткара Neue Klasse M 13 ч.
Роборука Canadarm2 на МКС стала работать некорректно — в NASA решили её починить 14 ч.
DJI подала в суд на Insta360, обвинив в краже технологий для компактной камеры для блогеров 14 ч.
Samsung засветила Galaxy A27 5G — бюджетник со 120-Гц AMOLED, 50-Мп камерой и обновлениями до 2032 года 15 ч.
Основатель Nothing рассказал, когда лучше всего купить новый смартфон в условиях кризиса памяти 16 ч.
AMD, OQC и JPMorgan Chase создадут квантовую ИИ-платформу 16 ч.
LG выпустила 34-дюймовый игровой OLED-монитор UltraGear 34GX90SB-W с WQHD, 240 Гц и встроенной webOS 16 ч.