Сегодня 18 июля 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 🔥
TikTok начала тестировать инструмент для выявления ИИ-дипфейков внешности пользователей 4 ч.
Ошибочка вышла: AWS выставила клиентам счета на миллиарды и триллионы долларов из-за проблем с биллингом 7 ч.
Новая статья: DOOM: The Dark Ages — Revelations. Без откровений. Рецензия 9 ч.
Nebius предложила партнёрам свои ИИ-технологии для развёртывания в сторонних ЦОД 9 ч.
Исследователи обнаружили вирус ClickLock для macOS, ворующий пароли и криптовалюту 10 ч.
На волне успеха: спустя неделю после релиза продажи Assassin’s Creed Black Flag Resynced взяли новую высоту 11 ч.
Американца арестовали по подозрению в краже криптовалюты через запрятанный в игры Steam вирус 12 ч.
Bethesda назвала Starfield «важной частью» своего будущего и намекнула на новое сюжетное дополнение в 2027 году 13 ч.
Открытые китайские ИИ-модели сократили отставание от передовых американских всего до четырёх месяцев 14 ч.
«Яндекс» улучшил поиск АЗС без очередей и оптимизировал построение маршрутов для экономии топлива 14 ч.
На фоне ИИ-бума ASML выдаст всем работникам премии в виде акций на сумму 20 тысяч евро 4 ч.
Meta готовится сдать Anthropic в аренду свой центр обработки данных в Джорджии за $10 млрд 4 ч.
Утечка подтвердила дизайн и характеристики широкого складного смартфона Samsung Galaxy Z Fold8 9 ч.
TSMC похвалилась успехами в разработке 1,4-нм техпроцесса A14 — он развивается быстрее N2 12 ч.
Caviar представила футбольный вариант грядущего Samsung Galaxy Z Fold8 Ultra за 799 000 рублей 12 ч.
Steam Machine с Windows оказалась немного быстрее, чем со SteamOS 14 ч.
Современной памяти не хватает: новые ПК всё чаще получают старые процессоры Intel и AMD 14 ч.
Разработана одежда, которая сама надевается на человека 14 ч.
Гонка за статус самой дорогой компании мира обострилась: Apple догоняет Nvidia и приближается к $5 трлн 14 ч.
Apple расширяет дело против OpenAI: компания заподозрила десятки бывших сотрудников 14 ч.