Сегодня 28 августа 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 🔥
Погони, перестрелки, ограбления: Rockstar показала 27 минут геймплея GTA VI и подтвердила релиз 19 ноября 8 ч.
Новый трейлер сюрреалистической игры о побеге от милиционера-великана Militsioner подтвердил релиз в 2027 году 9 ч.
«Машина для плагиата, которая отбирает у людей работу»: современный генеративный ИИ не впечатлил сценаристов The Talos Principle 3 11 ч.
Цукерберг согласился на ограничения соцсетей для подростков, но приготовил ловушку для YouTube и TikTok 11 ч.
Разработчики Fable «не бегут в страхе от других крупных игр», если только это не GTA VI 12 ч.
Metal Gear Solid 4: Guns of the Patriots наконец сбросила оковы PS3 — в продажу поступил сборник Metal Gear Solid: Master Collection Vol. 2 12 ч.
ИИ разоряет видеопродакшн уже сейчас — за 2025 год суммарные обороты сегмента упали на 17 % 13 ч.
«HDRP больше не понадобится»: создатель самого популярного мода для «Ведьмака 3» подтвердил работу над The Witcher 3: Wild Hunt — Remastered 13 ч.
Кашу маслом не испортишь: Adobe добавила ещё больше искусственного интеллекта в Photoshop 13 ч.
Meta согласилась защищать подростков от соцсетей строже — но лишь там, где её заставили власти 13 ч.
Отчётность Nvidia придала уверенности инвесторам, после чего капитализация компании взлетела на $440 млрд 6 мин.
Новая статья: Ставим локальный ИИ на картофелину, или «ChatGPT есть у нас дома!» 7 ч.
TrendForce: в 2027 году две трети капзатрат облаков уйдут на DRAM и NAND 9 ч.
AOC показала широкоформатный QD-OLED-монитор с диагональю 48,9 дюйма и второй поменьше 11 ч.
Экономика ИИ-бума перестаёт сходиться: токены дешевеют, ИИ-ускорители дорожают — и кто покроет разницу? 11 ч.
Plaud выпустила наушники, которые запоминают разговоры за владельца — ИИ сам сделает расшифровку и заметки 12 ч.
Гигантских тараканов-киборгов вооружили шприцами и научили делать инъекции 12 ч.
Hugging Face выпустила обучаемую робоутку за $400 — она умеет петь, кататься на роликах и носить вещи в клюве 12 ч.
NVIDIA более чем удвоила выручку, но акции выросли всего на 13 % на фоне опасений ИИ-пузыря 13 ч.
Anthropic заплатит Nscale $45 млрд за аренду облачных ИИ-мощностей 13 ч.