Сегодня 18 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 🔥
Объявлены номинанты The Game Awards 2025 — Clair Obscur: Expedition 33 вне конкуренции 3 ч.
Google выпустит мобильную версию AI Studio для вайб-кодинга на ходу 4 ч.
Ролевой экшен Where Winds Meet в антураже фэнтезийного Китая привлёк свыше 2 млн игроков за первые сутки 4 ч.
Календарь релизов 17 – 23 ноября: Moonlighter 2, Demonschool, Forestrike и Neon Inferno 6 ч.
Новый уровень сложности, переработка механик, улучшения A-Life и многое другое: для S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl вышел крупный патч 1.7 6 ч.
Microsoft анонсировала игровую презентацию Xbox Partner Preview — на ней покажут Tides of Annihilation, 007 First Light, Reanimal и многое другое 6 ч.
Nintendo показала первые кадры из фильма по The Legend of Zelda — фанаты в восторге 7 ч.
Владелец Amazon Джефф Безос нашёл себе новую работу в сфере ИИ 8 ч.
Capcom пообещала уберечь Resident Evil Requiem от судьбы Monster Hunter Wilds, которая даже спустя восемь месяцев страдает от проблем с оптимизацией 9 ч.
Программный «ускоритель» Huawei обещает практически удвоить производительность дефицитных ИИ-чипов 10 ч.
Европа присоединилась к экзафлопсному клубу с суперкомпьютером JUPITER 27 мин.
Китай отправит запасной корабль для возвращения застрявших на станции «Тяньгун» тайконавтов 2 ч.
Новая статья: Обзор смартфона OnePlus 15: самый мощный смартфон осени 2025 2 ч.
Samsung выпустила «умную клавиатуру» с кнопкой вызова ИИ за $109 4 ч.
Sparkle представила видеокарту Arc Pro B60 Dual Passive с боковым HDMI и пассивным охлаждением 4 ч.
Oppo выпустила смартфоны Reno15 Pro и Reno15 с 200-Мп камерами и Dimensity 8450 6 ч.
Утечки об уходе Тима Кука на пенсию — это продуманная проверка реакции рынка 6 ч.
Дефицит DRAM усиливается: продавцов уже заставляют продавать планки памяти только в комплекте с матплатами 6 ч.
«Ростелеком» пробурил под Камой уникальный кабельный переход для трансроссийской интернет-магистрали TEA NEXT 7 ч.
SpaceX в пятисотый раз успешно запустила многоразовую ракету Falcon 9 7 ч.