Сегодня 28 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 🔥
Akamai расширила платформу AI Cloud средами для инференса и работы ИИ-агентов 8 ч.
Opera представила WebAI — теперь браузер сможет запускать ИИ прямо на компьютере без облака 8 ч.
Nvidia экстренно обновила драйверы, чтобы починить зависания видео и чёрные экраны на GeForce RTX 5000 и RTX Spark 11 ч.
Новая вакансия в команде Cyberpunk 2 заинтриговала любителей кооператива 11 ч.
Intel поглощает стартап Classiq, разрабатывающий софт для квантовых компьютеров 13 ч.
Call of Duty: Modern Warfare 4 помогла франшизе достичь 40 миллиардов долларов выручки, но до покемонов всё ещё далеко 13 ч.
Assassin’s Creed Black Flag Resynced получила последнее крупное обновление — с «Новой игрой +», старыми добиваниями и «кошмарной» сложностью 14 ч.
Apple внедрила ИИ в свои аналоги Word и Excel 15 ч.
Разработчики Kingdom Come: Deliverance и RPG по «Властелину колец» стали жертвой кибератаки — официальное заявление Warhorse Studios 16 ч.
«Атмосфера присутствует, но на этом всё»: лавкрафтианский хоррор Stygian: Outer Gods покинул ранний доступ и утонул в критике игроков 16 ч.
Broadcom договорилась с банками о кредитах на $63 млрд для поставок её чипов Anthropic 8 ч.
Новая статья: Первые впечатления от iPhone Duo: Apple изобретает велосипед 9 ч.
Мышь с сенсорным экраном: Arctic Fox представила Super Mouse за $199 — она распознаёт приложения и превращает речь в текст 10 ч.
Nvidia и AMD вложат $4 млрд в Meta — на них Цукерберг купит ещё ИИ-ускорителей 11 ч.
Шаг к квантовым суперкомпьютерам: IBM научилась передавать квантовую информацию между чипами с точностью 99 % 11 ч.
Nvidia не смогла выпустить Vera Rubin, которые обещала: память HBM4 замедлилась, а местами даже ужалась 11 ч.
TSMC может поднять цены на упаковку ИИ-чипов на 20 % — спрос опережает производство 14 ч.
Intel поглотила разработчика «Windows для квантовых ПК» — теперь у неё будет всё для создания квантовых компьютеров 15 ч.
Подмена GPS и охота за серверами: преступники стали угонять грузы для дата-центров на миллионы долларов 15 ч.
Alexium предлагает превратить стены ЦОД в тепловой буфер 15 ч.