Сегодня 22 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 🔥
OpenAI сначала поссорилась с математиками, а теперь позвала их оценивать достижения своего ИИ 2 ч.
OpenAI призвала к созданию международных стандартов, регулирующих безопасность ИИ 5 ч.
Слишком амбициозный план: инсайдер предупредил о переносе Resident Evil Veronica 5 ч.
Новая экспериментальная модель «Яндекса» Alice AI Foundation LLM опережает по возможностям зарубежные аналоги 12 ч.
Некоторые iPhone 18 Pro зависают и перезагружаются из-за бага в Face ID, пожаловались пользователи 14 ч.
«Мы ещё не закончили»: Bungie передумала отменять Destiny 15 ч.
Google оштрафовали на €403 млн за неправильный сбор геоданных европейцев 15 ч.
Анджей Сапковский рассказал, когда ждать следующего «Ведьмака» 17 ч.
«Заберите мои деньги, прошу»: геймплейный трейлер дополнения Lazarus заинтриговал фанатов Cronos: The New Dawn 18 ч.
«Криптозима» закончилась? Биткоин достиг максимума с января, перешагнув $85 000 18 ч.
Экзопланета впервые вышла в радиоэфир — учёные напрямую зарегистрировали её радиоизлучение 36 мин.
Учёные раскрыли неожиданно сложную водную историю раннего Марса 2 ч.
Alibaba представила самый мощный в Китае ИИ-ускоритель Zhenwu V900 — и пообещала ИИ-модели на 5–10 трлн параметров 2 ч.
TSMC не хочет отставать от Intel — опытное производство чипов по ангстремному техпроцессу A14 начнётся в первой половине 2027 года 2 ч.
РТК-ЦОД и «Базальт СПО» представили совместное решение для управления распределёнными ИТ-системами 2 ч.
VMware отказалась от развития решений для SmartNIC и DPU 3 ч.
Новая статья: Обзор ИБП Ippon Na+ II TAE 1000 с натрий-ионным аккумуляторами 11 ч.
Смартфон Vivo X500 дебютировал с Dimensity 9600M, камерами Zeiss и батареей на 7500 мА·ч 12 ч.
Новая статья: Обзор беззеркальной камеры Sony Alpha a7R VI: 67 мегапричин впечатлиться и пострадать 13 ч.
Умный домашний дисплей Apple может быть представлен уже в следующем месяце 14 ч.