Сегодня 06 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 🔥
Роскомнадзор второй раз за полгода опроверг блокировку Minecraft в России 38 мин.
Китайские власти не смогли заблокировать мессенджер Bitchat, поэтому заставили Apple его удалить 2 ч.
Симулятор кошачьего завода «Мурзавод» от создателей «Русы против ящеров» уже можно попробовать — в Steam стартовало закрытое тестирование 2 ч.
В РКН пожаловались на резкий скачок DDoS-атак на государственные информресурсы в феврале–марте 3 ч.
«Это только начало»: авторы Arc Raiders сделали крафтинг удобнее и пообещали впредь реагировать на жалобы игроков 3 ч.
Список достижений Starfield раскрыл неанонсированные секреты дополнения Terran Armada 5 ч.
В Google Play появилась функция поиска по отзывам 6 ч.
Британцы пытаются «заманить» к себе Anthropic после конфликта с Пентагоном 6 ч.
Свежий трейлер аркадного авиасимулятора Ace Combat 8: Wings of Theve показал, какой путь серия проделала за 30 лет 6 ч.
Объём мирового рынка неооблаков достигнет $400 млрд к 2031 году 7 ч.
Дефицит Mac Mini и Mac Studio усугубляется: сроки поставки растянулись вплоть до сентября 3 мин.
Intel пообещала и дальше выпускать устаревающие процессоры Raptor Lake, чтобы помочь пережить дефицит DDR5 42 мин.
Развитие ИИ в США теперь зависит от электрооборудования из Китая, а санкции и пошлины только усугубляют дело 3 ч.
Tesla отделалась от расследования по поводу одной из функций автопилота, просто обновив ПО 4 ч.
Тайвань заподозрил ещё 11 китайских компаний в агрессивном переманивании чиповых специалистов 5 ч.
Dell’Oro Group: мировая телеком-отрасль снизит затраты в 2026 году 6 ч.
Xiaomi представила 300-Гц монитор за $108 — Redmi G25 300 Гц на 24,5-дюймовой матрице Fast IPS 7 ч.
Advantech готовит MIO-5356 — один из первых одноплатных компьютеров на платформе Intel Wildcat Lake 7 ч.
IDC: расходы на европейском ИИ-рынке достигнут $290 млрд к 2029 году 7 ч.
Данные миссии ESA Gaia помогли найти 87 звёздных потоков, которые ускользали от астрономов 8 ч.