Сегодня 21 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 🔥
Кодзима сравнил достижения игроков Death Stranding 2: On the Beach с результатами лунной миссии Artemis II 34 мин.
Panasonic создала защищённые QR-коды — их нельзя считать какими попало устройствами 2 ч.
В «Google Фото» появились новые инструменты ретуши фотографий «одним махом» 3 ч.
Моддер прокачал графику Dark Souls 2 с помощью трассировки пути — вышла новая бета-версия DS2LightingEngine 3 ч.
Instagram стал превращать цветные фото в чёрно-белые — разработчики уже выявили причину бага 4 ч.
«Слышу об этом впервые»: сценарист сериала Mass Effect опроверг слухи о переработке шоу для «негеймеров» 4 ч.
Ностальгия пользуется спросом: нуарный ретрошутер Mouse: P.I. For Hire показал «крайне успешный» старт и порадовал издателя продажами 7 ч.
«Чёрт, выглядит великолепно»: утечка кадров из трейлера Assassin’s Creed Black Flag Resynced впечатлила фанатов 8 ч.
Meta тестирует WhatsApp Plus — подписку, которая добавляет косметические улучшения 17 ч.
В Steam и VK Play вышла «Былина» — грандиозная экшен-RPG в мире славянских мифов 18 ч.
Рискованный эксперимент ровера Curiosity выявил десятки органических молекул на Марсе 6 мин.
Защищённый планшет Honor Pad X8b поступил в продажу в России — от 17 990 рублей 6 мин.
Представлен флагман Oppo Find X9 Ultra с камерами Hasselblad, съёмным объективом и ценой €1699 7 мин.
Машины получат цветное 3D-зрение без камер: китайская Hesai представила лидар нового поколения 49 мин.
Samsung показала домашнего робота Project Luna, который «переносит» ИИ между устройствами 2 ч.
Китай снова запнулся при запуске производства HBM3 — планы по ИИ-ускорителям под угрозой 2 ч.
Xiaomi выпустила беспроводные наушники Redmi Buds 8 с шумоподавлением и автономностью до 44 часов за $33 2 ч.
Sennheiser представила закрытые профессиональные наушники HD 480 Pro за $479 2 ч.
Asus представила профессиональный монитор ProArt Display OLED PA32USD — 4K с 240 Гц, 12G-SDI, Thunderbolt 4 и встроенный колориметр 2 ч.
Технологический сбор на электронику в России окажется ниже ожидаемого— подорожают даже стационарные телефоны 2 ч.