Сегодня 10 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 🔥
Новая статья: Heroes of Might and Magic: Olden Era — время расцвета. Предварительный обзор 7 ч.
Anthropic отучила свой ИИ шантажировать пользователей при угрозе отключения 12 ч.
Microsoft улучшила работу Windows 11 с тачпадом и сенсорной клавиатурой, а также повысила стабильность «Проводника» 13 ч.
Пользователей Instagram лишили сквозного шифрования в личных сообщениях 14 ч.
ИИ всё чаще пишет научные статьи — отличить от человеческих становится невозможно, и это пугает 16 ч.
ИИ-модель OpenAI GPT-5.5 оказалась в 1,5–2 раза дороже предшественницы 16 ч.
В ЕС назвали VPN лазейкой для обмана систем проверки возраста — и её хотят закрыть 19 ч.
Департамент DOGE Илона Маска использовал ChatGPT глупым и незаконным способом 19 ч.
С опозданием на месяц OpenAI ответила на Claude Mythos — вышла модель GPT-5.5-Cyber, которая не боится обсуждать кибератаки и эксплойты 21 ч.
Новая статья: Saros — исправление ошибок, которых не было. Рецензия 09-05 00:02
Запрещённые к ввозу в США дроны и маршрутизаторы смогут получать обновления безопасности до января 2029 года 5 ч.
Под руководством Лип-Бу Тана компания Intel так и не избавилась от основных проблем 5 ч.
Война на Ближнем Востоке усугубила дефицит строительных материалов и компонентов для ЦОД 7 ч.
Учёные предложили квантовый процессор с подвижными кубитами — он прост в производстве и гибок в работе 8 ч.
В США расследуют аварии с участием роботакси Avride, ранее входившей в «Яндекс» 14 ч.
Жители США бунтуют против дата-центров — запреты множатся по всей стране 14 ч.
Sony призналась, что ещё не решила, когда и по какой цене выпустит PlayStation 6 16 ч.
Lian Li выпустила СЖО с 6,67-дюймовым изогнутым дисплеем — HydroShift II OLED Curved 360 AIO 16 ч.
Завершены первые огневые испытания новой версии ускорителя Super Heavy — SpaceX готова к запуску Starship V3 16 ч.
Слишком большой ЦОД для маленькой страны — создание гигаваттного дата-центра Microsoft в Кении застопорилось из-за нехватки электроэнергии 16 ч.