Сегодня 25 сентября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
F-Droid готовит крупнейшее обновление за 10 лет — открытая альтернатива «Play Маркету» бросит вызов новым ограничениям Google 2 ч.
Ubisoft в деталях рассказала об Echoes of Central Park — самом мрачном дополнении к The Division 2, которое выйдет в начале ноября 2 ч.
В «Google Фото» появились фильтры «Настроение», возможность скрыть данные фото и не только 4 ч.
Продажи в японских букинистических магазинах выросли впятеро — из-за ИИ 4 ч.
Авторитетный инсайдер рассказал, как Ubisoft чуть не сделала ответвление The Legend of Zelda про главного злодея всей серии 4 ч.
У Bitget украли криптовалюту на $351,6 млн — криптобиржа пообещала клиентам всё вернуть 4 ч.
Китайцы научили ИИ общаться без слов — модели передают друг другу содержимое памяти и работают на 150 % быстрее 4 ч.
Nintendo отсудила $4,5 млн у модератора Reddit за распространение пиратских игр для Switch 4 ч.
PrismML представила компактную ИИ-модель для запуска прямо на смарт-очках с чипами Qualcomm 4 ч.
Сюжетный таймер в The Blood of Dawnwalker задумывался куда более жёстким, но разработчики сжалились над игроками 5 ч.
Быстрая доставка с неба оказалась слишком шумной: жители Техаса жалуются на дроны Amazon 3 мин.
Oracle может начать платить за ЦОД, которого ещё нет — Project Jupiter в Нью-Мексико задерживается 10 мин.
Intel догнала TSMC в гонке нанометров — Intel 14A будет отличаться от TSMC A14 не более чем на 5 % 14 мин.
ABB готовит ЦОДы к мегаваттным ИИ-стойкам — компания представила систему питания Infinitus стандарта 800 В DC 2 ч.
TSMC забита заказами до 2030 года — с января компания поднимет цены на производство чипов на 3–6 % 2 ч.
Австралиийский штат Виктория предложил обязать ЦОД самостоятельно обеспечить себя возобновляемой энергией 3 ч.
Akashi Data Center собралась построить в Казахстане ЦОД мощностью 100 МВт 4 ч.
Huawei сократила отставание от Apple до трёх поколений — новый Kirin 9050 Pro оказался быстрее 3-нм процессора iPhone 15 Pro 4 ч.
Tesla наконец готова массово выпускать электрические грузовики Semi — запущен «грузовой автозавод» в Неваде 4 ч.
Amazon построит завод роботов за более чем $100 млн 6 ч.