Сегодня 07 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 🔥
Атмосферный хоррор-шутер Industria 2 о застрявшей в параллельной вселенной учёной из Восточного Берлина выйдет на следующей неделе 5 мин.
Балетный экшен «Царевна» отправит игроков в мир славянского тёмного фэнтези — первый геймплейный трейлер 49 мин.
Фанаты смогут подарить свою внешность персонажам игр PlayStation, начиная с Gran Turismo 7 — Sony анонсировала программу The Playerbase 3 ч.
Microsoft уже выпустила больше 80 различных Copilot — вся экосистема может включать более 100 продуктов 3 ч.
«Нет ничего невозможного»: директор ИРИ считает, что на полное импортозамещение компьютерных игр в России уйдет от трёх до пяти лет 3 ч.
THQ Nordic открыла предзаказы ремейка «Готики» — игра доступна и в российском Steam 4 ч.
Adobe представила образовательную ИИ-платформу Acrobat Student Spaces — аналог NotebookLM 4 ч.
DDU пересмотрел очистку драйверов после одного из последних обновлений Nvidia 4 ч.
Google добавит в чат-бот Gemini мониторинг психического здоровья 4 ч.
Китайцы прониклись всенародной любовью к ИИ-агенту OpenClaw 5 ч.
OnePlus представила смартфон Nord 6 с чипом Snapdragon 8 Gen 4, 50-Мп камерой и батареей на 9000 мА·ч за $420 2 ч.
Экипаж Artemis II показал полное солнечное затмение из-за Луны и прислал другие потрясающие фото 3 ч.
Австралийское неооблако Firmus при поддержке NVIDIA привлекло $505 млн и нарастило капитализацию до $5,5 млрд в преддверии IPO 3 ч.
Астронавт миссии Artemis II сфотографировал Луну на iPhone 4 ч.
Инвесторы требуют от Amazon, Microsoft и Google прозрачности отчётов о расходах воды и электроэнергии в ЦОД США 4 ч.
Anthropic развернёт 3,5 ГВт ИИ-мощностей на базе Google TPU 5 ч.
Лучше синица в руке: операторы ЦОД всё чаще отказывают неооблакам, предпочитая большой выгоде финансовую устойчивость 5 ч.
Ноутбуки на Qualcomm Snapdragon X2 Elite и Windows 11 наконец появились в продаже 5 ч.
Framework попросила не радоваться раньше времени по поводу стабилизации цен на память 6 ч.
Россия на годы отложила запуск трёх лунных миссий: «Луна-28», «Луна-29» и «Луна-30» 6 ч.