Сегодня 21 марта 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 🔥
Панель задач Windows 11 всё же станет перемещаемой — как в Windows 10 4 ч.
Новая статья: Esoteric Ebb — кубик всемогущий. Рецензия 6 ч.
Поиск Google начал подменять заголовки новостей сгенерированными ИИ — и не гнушается искажением смысла 6 ч.
Продажи Crimson Desert в день релиза превысили два миллиона копий — Pearl Abyss пообещала оперативно улучшать игру 10 ч.
Мартовское обновление Windows 11 сломало вход в Teams и OneDrive, призналась Microsoft 11 ч.
Саудовский фонд купит разработчика Mobile Legends: Bang Bang за $6 миллиардов — владелец TikTok устал от игр и хочет сосредоточиться на ИИ 11 ч.
Crimson Desert не запускается на видеокартах Intel Arc — издатель призвал оформить возврат средств 12 ч.
Alibaba избавилась от трети сотрудников за прошлый год и сосредоточилась на ИИ 12 ч.
В «Google Сообщения» добавили долгожданную возможность транслировать свою геопозицию 14 ч.
AMD выпустила FSR 4.1 с улучшенной детализацией и плавностью изображения — но только для Radeon RX 9000 15 ч.
Intel прислушается к пользователям и перестанет менять сокеты как перчатки 4 ч.
Учёные создали «рентген» для работающих чипов — мечта инспекторов и хакеров 8 ч.
В Китае придумали, как охлаждать квантовые процессоры без дефицитного гелия-3 8 ч.
Huawei представила смартфон Mate 80 Pro Max Wind Edition с сильно выступающими камерами и вентилятором 9 ч.
Доступный MacBook Neo стал хитом: Тим Кук похвастался лучшим запуском новых Mac в истории 9 ч.
Ракету SLS с кораблём Orion вернули на стартовую площадку в преддверии исторического облёта Луны людьми 10 ч.
Gigabyte выпустила аскетичную матплату Z890 D Plus на флагманском чипсете Intel Z890 10 ч.
Этот будильник сложно возненавидеть — Balmuda The Clock вовсю старается сделать засыпание и пробуждение приятными 10 ч.
Сооснователь Supermicro арестован за контрабанду в Китай ИИ-серверов на $2,5 млрд 10 ч.
«Мы все ещё ищем его»: NASA потеряло марсианский зонд MAVEN, но не теряет надежду его вернуть 11 ч.