Сегодня 07 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 🔥
Anthropic наделила управляемых ИИ-агентов Claude «сновидениями» — в некотором роде 2 ч.
Лаконичный трейлер раскрыл дату выхода и цену олдскульного приключения Mina the Hollower от создателей Shovel Knight 5 ч.
AMD выпустила драйвер с поддержкой Pragmata и других новых игр 6 ч.
Славянская Devil May Cry: разработчики балетного слешера «Царевна: Эпоха сказок» показали пять минут чистого геймплея 7 ч.
Meta готовит персонального ИИ-помощника для миллиардов пользователей — проект на $145 млрд пугает инвесторов 8 ч.
Второй трейлер GTA VI вышел ровно год назад, а фанаты вычислили дату следующего показа по расположению планет 8 ч.
Серверы Ubuntu снова заработали после пятидневной DDoS-атаки 9 ч.
Соавтор Mortal Kombat подтвердил работу над новой Mortal Kombat «и не только» 9 ч.
Google проведёт 12 мая мероприятие Android Show I/O Edition — там расскажут об Android 17 и, вероятно, об Aluminium OS 10 ч.
Gemini в «Google Документах» научился запоминать «постоянные» инструкции 10 ч.
1 Тбайт/с на x16: PCI-SIG раньше срока предоставила спецификации PCI Express 8.0 версии 0.5 2 ч.
Новая статья: Обзор и тестирование корпуса Xastra A700 ARGB «башня» для всего 3 ч.
Инвесторы требуют от Nintendo поднять цену Switch 2 — сейчас консоль убыточна 4 ч.
Corning построит в США три завода по выпуску оптоволокна для ИИ ЦОД с чипами NVIDIA 5 ч.
Смарт-кольцо Samsung Galaxy Ring 2 выйдет не раньше 2027 года — с упором на автономность и мониторинг здоровья 6 ч.
Мировой рынок чипов идёт к $1 трлн — первый квартал принёс почти $300 млрд 6 ч.
Energizer представила безопасные для детей и питомцев батарейки-таблетки — они не вызывают ожогов при проглатывании 6 ч.
Nvidia с помощью Corning заменит тысячи медных кабелей в дата-центрах оптикой — ради скорости и экономии энергии 6 ч.
AMD уйдёт от универсальных серверных CPU — EPYC ждёт дробление под ИИ, облака и другие сценарии 9 ч.
Россияне смогут с 1 сентября сохранять номера телефонов при переезде в другие регионы 9 ч.