Сегодня 18 марта 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 🔥
OpenAI протестирует подключение ChatGPT к «Google Диску», чтобы он мог покопаться в документах 3 ч.
Grok научится создавать видео: xAI поглотила разработчика ИИ-генератора видео Hotshot 6 ч.
Диски с Assassin's Creed Shadows для PS5 и Xbox оказались в российской рознице за три дня до официального релиза 8 ч.
ИИ-модель Google Gemini 2.0 Flash оказалась на удивление хороша в удалении водяных знаков с изображений 8 ч.
Спустя почти 10 лет после релиза культовая ролевая инди-игра Undertale побила личный рекорд пикового онлайна в Steam 9 ч.
Разработчики смогут встраивать Discord прямо в игры 10 ч.
Календарь релизов — 17–23 марта: Assassin’s Creed Shadows, Wreckfest 2 и Kaiserpunk 11 ч.
Объявлена дата выхода «Русы против ящеров 2» — кооперативного боевика о великой войне 11 ч.
Ежегодные расходы техногигантов на ИИ превысят $500 млрд, но большая часть денег пойдёт на инференс, а не на обучение моделей 11 ч.
Microsoft случайно удалила Copilot из последнего обновления Windows 11 11 ч.
Новая статья: Лучшие ИИ-сервисы по версии 3DNews на начало 2025 г., часть 3: конструкторы приложений, секретари, менеджеры проектов, дата-дирижёры 5 ч.
«Смесь благих намерений и разочаровывающих ограничений»: новые MacBook Air не стали лучше в плане ремонтопригодности 6 ч.
Новый гендиректор Intel предупредил сотрудников, что придётся принимать «жёсткие решения». 6 ч.
OneXPlayer и AyaNeo представили портативные приставки на Snapdragon G3 Gen 3 с трассировкой лучей 8 ч.
Qualcomm представила чипы Snapdragon G-серии для игровых консолей следующего поколения 10 ч.
Смартфон Google Pixel 9a попал в продажу до анонса — его уже распаковали на камеру 11 ч.
Alphabet создала земного конкурента Starlink — компанию Taara, которая покрывает интернетом труднодоступные места с помощью лазеров 11 ч.
CoreWeave развернёт крупный ИИ-кластер NVIDIA GB200 NVL72 в норвежском ЦОД Bulk N01 12 ч.
Tronsmart предлагает беспроводные наушники OpenFly 2 Pro с открытой конструкцией и Bluetooth-колонки Mirtune S100 и Tronsmart T7 13 ч.
Крупнейшая в США энергокомпания NextEra Energy предупреждает, что полагаться в энергетике только на газ очень опрометчиво 13 ч.