Сегодня 27 октября 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 🔥
Энтузиаст разработал инструмент для запуска на iPhone, iPad и Mac игр с Nintendo Switch, включая главные эксклюзивы 8 ч.
Шейдеры будут скомпилированы ещё до скачивания игры: Unreal Engine 5.8 получил поддержку Microsoft ASD 8 ч.
В Windows 11 нашли секретный переключатель для будущих процессоров Intel — он активирует ускорение системы 9 ч.
Дыры в PHP начали использоваться в реальных атаках — подтверждены успешные взломы 11 ч.
Шантаж, взломы и угроза человечеству: Anthropic предупредила об опасностях ИИ перед IPO 11 ч.
Надёжный инсайдер рассекретил, когда выйдут первые обзоры GTA VI 11 ч.
Instagram замахнулся на YouTube: соцсеть тестирует видео Features длиной до 90 минут 12 ч.
Стартовало голосование за «Игру года» на Golden Joystick Awards 2026 — отдать свой голос может любой желающий 12 ч.
Dark Messiah of Might and Magic получит новую жизнь благодаря моддерам — в Steam появилась страница одобренного Ubisoft неофициального ремастера 12 ч.
Windows 11 уместилась на CD-диске — урезанная до 700 Мбайт система загружается и запускает приложения 13 ч.
Суперкомпьютеры «Яндекса» не пострадали от атак беспилотников и заработают на других площадках 7 ч.
Apple признала проблему трескающегося экрана у «небольшого числа» iPhone Duo и предлагает замену — но причину не объясняет 8 ч.
Новая статья: Компьютер месяца, спецвыпуск: выбираем материнскую плату для игрового ПК 8 ч.
Кризис памяти ударил по производителю дисплеев Samsung Display — Apple и Samsung урезали заказы 8 ч.
Microsoft предложила добровольно уволиться 60 000 сотрудникам — деньги нужны на ИИ 9 ч.
Meta хочет привлечь рекордные до $95 млрд на ИИ — Nvidia, AMD и Broadcom готовы вложиться 11 ч.
Philips представила первый в мире 36-дюймовый сверхширокий игровой монитор с частотой обновления 260 Гц 11 ч.
Обломки телескопа Swift со дня на день рухнут куда-то на Землю — NASA уже попрощалось с обсерваторией 11 ч.
Samsung тоже не хватает оперативной памяти — компания резко урежет производство смартфонов Galaxy A 14 ч.
20 000 фильмов за секунду: Китай разогнал оптоволокно до рекордных 3,2 Пбит/с 15 ч.