Сегодня 30 июля 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 🔥
Австралия запустила судебное разбирательство против Telegram — мессенджер обвиняют в распространении пропаганды терроризма 12 мин.
«Идеальное сочетание Elden Ring и Arc Raiders, но худший босс — очередь на сервер»: релиз экшена Mistfall Hunter был омрачён техническими проблемами 50 мин.
Разработчики Path of Exile 2 наконец устранили зависания, которые мучили игроков с самого релиза — виновата была Nvidia 53 мин.
Павла Дурова включили в список экстремистов и террористов Росфинмониторинга 3 ч.
OpenAI подарит 100 000 учёным бесплатный доступ к своим ИИ-моделям 4 ч.
Европа заставит помечать весь ИИ-контент — новые правила вступают в силу уже в воскресенье 4 ч.
GPT-5.6 и ChatGPT Work разогнали выручку OpenAI — компания догоняет Anthropic 5 ч.
Альтернативные мессенджеры BiP и KakaoTalk засбоили в России 5 ч.
Стильный ролевой боевик Stupid Never Dies о самом слабом зомби в мире расскажет безумную историю любви — новый трейлер и дата выхода 5 ч.
Yandex B2B Tech выпустит универсального ИИ-агента — он сможет автоматизировать до половины бизнес-задач 6 ч.
SpaceX попыталась настроить FCC против Eutelsat OneWeb, сославшись на дискриминацию в Европе 15 мин.
Первый гаджет, разработанный Альтманом и Айвом, будет похож на домашний смарт-дисплей HomePad 19 мин.
Китай пригрозил США из-за запрета на импорт человекоподобных роботов 20 мин.
Продажи мобильных процессоров MediaTek и Qualcomm упали, а Samsung и Google — выросли 2 ч.
Карманная «киношная» камера DJI Osmo Pocket 4P с подвесом и двумя объективами поступила в продажу 2 ч.
Kioxia представила свои первые SSD с PCIe 6.0 — до 61,44 Тбайт, но скорость пока не уточняется 2 ч.
Мобильное подразделение Samsung впервые в истории закончило квартал с убытком — виноват дефицит памяти 6 ч.
Sony захотела купить производителя объективов Tamron 6 ч.
MSI анонсировала серверы на базе AMD EPYC Venice 9006 с воздушным и жидкостным охлаждением 6 ч.
Грядёт подорожание смартфонов: Qualcomm объявила о повышении цен на все свои чипы с 1 сентября 6 ч.