Сегодня 30 сентября 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 🔥
Cloud.ru разместит второй выпуск биржевых облигаций объёмом не менее 10 млрд рублей 4 ч.
Платформа NVIDIA Open Agent Safety Platform обеспечит безопасное использование ИИ-агентов — от тестирования до развёртывания 4 ч.
На OpenAI подали в суд за взлом Hugging Face и игнорирование рисков автономного ИИ 5 ч.
OpenAI бросила вызов Microsoft — ChatGPT получил свой пакет офисных приложений 5 ч.
OpenAI представила GPT‑6.1 Sol — почти как флагманская GPT‑6 Astra в сложных задачах, но в пять раз дешевле 6 ч.
AMD выпустила драйвер с поддержкой кампании Call of Duty: Modern Warfare 4, ремастера The Witcher 3: Wild Hunt, Gears of War: E-Day и других новых игр 8 ч.
The Witcher 3: Wild Hunt спустя 11 лет установила новый рекорд популярности в Steam — всё благодаря ремастеру 9 ч.
«Требуем фильм или сериал по Ace Combat»: финал короткометражки Hour Zero по Ace Combat 8: Wings of Theve привёл фанатов в восторг 10 ч.
Firefox получил обновлённый дизайн — более округлый и плавный 10 ч.
Ностальгическое дорожное приключение Keep Driving докатило до консолей и получило поддержку модов в Steam — трейлер с живыми актёрами 11 ч.
iFixit выявили первое реальное улучшение ремонтопригодности в наушниках Apple AirPods 5 25 мин.
Новая статья: Обзор материнской платы MSI Z890 GAMING PLUS WIFI6E: дешевле не значит хуже? 4 ч.
Оператор ЦОД Virtus привлёк рекордные £2,45 млрд на развитие ЦОД в Великобритании и материковой Европе 4 ч.
Дженсен Хуанг уверен в завтрашнем дне — NVIDIA увеличила сумму выкупа акций и планирует повысить дивиденды 4 ч.
Новая статья: Обзор UWQHD VA-монитора DIGMA Overdrive 34A712Q: для ценителей 5 ч.
Снова без изменений: утечка раскрыла дизайн Google Pixel 11a 6 ч.
SteelSeries представила беспроводные игровые мыши Sensei Pro и Rival Pro с широкополосным беспроводным подключением 7 ч.
Honor представила крошечный букридер с 3,68-дюймовым экраном E-Ink — он крепится магнитами на тыл смартфона 7 ч.
Китайский рой из 116 подводных дронов попал в Книгу рекордов Гиннесса 7 ч.
Больше продуктов и меньше менеджеров среднего звена: Тернус собрался перестроить Apple с «упором на инженерию» 9 ч.