Сегодня 25 ноября 2025
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 🔥
Anthropic бросает вызов Gemini 3: представлена мощная ИИ-модель Opus 4.5 и инструмент для покорения Excel 3 ч.
Маск ударил по фабрикам троллей: X начала показывать местоположение аккаунтов 4 ч.
Календарь релизов 24 – 30 ноября: Of Ash and Steel, Project Motor Racing и Hail to the Rainbow 5 ч.
В Steam стартовала распродажа «Чёрная пятница» и голосование за лучшие игры 2025 года 5 ч.
Внедрение облачных технологий увеличивает прибыль компаний, показало исследование Yandex B2B Tech и «Яков и Партнёры» 5 ч.
Научно-фантастическое выживание StarRupture от авторов Green Hell скоро дадут попробовать с друзьями — анонсировано кооперативное тестирование 6 ч.
Дископанковый шутер RetroSpace в духе System Shock получил новый геймплейный трейлер и сроки выхода 8 ч.
Meta «похоронила» исследование о вреде соцсетей — теперь в суде ответят и она, и TikTok, и Google 9 ч.
Российская служба каталогов ALD Pro дополнилась ИИ-помощником для системных администраторов 9 ч.
Амбициозный шутер Ferocious отправит игроков выживать и управлять динозаврами — геймплейный трейлер и дата выхода 14 ч.
Новая статья: Тестируем DDR5-6000 CL26 — память, которой не хватало Ryzen 59 мин.
Honor представила смарт-часы Watch X5 в стиле Apple Watch со 120 спортивными режимами за $63 3 ч.
Новая статья: Обзор и тестирование корпуса Chieftec Night Hunter: всё что нужно и ничего лишнего 3 ч.
Россияне стали реже менять смартфоны и всё чаще выбирают дешёвую электронику 3 ч.
Amazon показала антенну Leo Ultra для спутникового интернета на 1 Гбит/с — в 2,5 раза быстрее Starlink 4 ч.
Представлены Honor 500 и Honor 500 Pro — смартфоны с дизайном iPhone Air и батареями на 8000 мА·ч по цене от $380 4 ч.
Steam Machine дешёвой не будет: Valve не станет продавать мини-ПК себе в убыток по консольной модели 6 ч.
Дешевле купить PS5: из-за дефицита комплект DDR5 на 64 Гбайт взлетел до $600 7 ч.
Джони Айв и Сэм Альтман создали прототип совместного ИИ-устройства, но никому его не показали 7 ч.
Qualcomm «убила» Arduino — теперь это не открытая DIY-платформа, а корпоративный сервис 7 ч.