Сегодня 10 апреля 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 🔥
В Steam вышла «печатная» королевская битва Final Sentence — в России купить игру можно, но из-за Роскомнадзора она может не работать 3 ч.
«Умирайте, адаптируйтесь, развивайтесь»: стремительный роглайт-слешер Morbid Metal вышел в раннем доступе и заслужил похвалу игроков 4 ч.
«Знает рецепт Gemini и не тратит ни доллара впустую»: стартап экс-сотрудников DeepMind будет развивать визуальный ИИ 5 ч.
Новый геймплейный трейлер подтвердил дату выхода Thick as Thieves — амбициозного стелс-экшена от создателя Deus Ex и System Shock 6 ч.
Nvidia вывела из беты динамический генератор кадров и режим MFG 6X в DLSS 4.5 6 ч.
Max стал вторым мессенджером в России по посещаемости, по-прежнему уступая Telegram 7 ч.
Создатели Heroes of Might & Magic: Olden Era, Replaced и This is the Police будут помогать друг другу делать игры — студии открыли холдинг Nova Assembly 7 ч.
OpenAI заморозила проект Stargate UK из-за взлетевших цен на электроэнергию 8 ч.
Microsoft удалила упоминания Copilot из «Блокнота» в Windows 11, но ИИ-функции остались 8 ч.
Продажи Mortal Kombat 1 перевалили за 8 млн копий, но до рекорда предыдущей части ещё далеко 8 ч.
Новая статья: Аналоговый ИИ: теперь и на конденсаторах 57 мин.
Razer выпустила геймерские TWS-наушники Hammerhead V3 HyperSpeed с низкой задержкой и шумоподавлением за $130, а также модель попроще 3 ч.
Asus представила ROG Equalizer — кабель 12V-2x6 с усиленной защитой от плавления, который некоторые получат бесплатно 3 ч.
Samsung по-тихому подняла цены на старшие версии Galaxy Z Fold 7 4 ч.
Crimson Desert начала запускаться на некоторых видеокартах Intel, но FSR лучше не включать 4 ч.
Китайские учёные научили животных «питаться» светом — клетки млекопитающих наделили способностью к фотосинтезу 5 ч.
Глава Amazon назвал оправданными $200 млрд инвестиций в ИИ 5 ч.
«Ростех» разработает двигатель для сверхлёгкой ракеты «Воронеж» — в современной России аналогов ему нет 6 ч.
Google выбрала процессоры Intel Xeon для обучения нейросетей 6 ч.
Умелец вчетверо расширил накопитель MacBook Neo с помощью комплектующих от iPhone 7 ч.