Сегодня 14 сентября 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 🔥
Китай объявил о планах взять на себя ведущую роль в координации ИИ-технологий в блоке БРИКС 12 ч.
Microsoft выпустила 974 исправления безопасности для разных продуктов — это новый рекорд 16 ч.
«Диабло победил»: Blizzard раскрыла первые сюжетные и геймплейные подробности Diablo V 18 ч.
Глава Anthropic предложил замедлить развитие ИИ, эту идею поддержали Сэм Альтман и Илон Маск 21 ч.
OpenAI не выйдет на IPO в этом году, поскольку считает момент неподходящим из-за ситуации с безопасностью ИИ 22 ч.
Новая статья: Onimusha: Way of the Sword — возвращение запылившегося самурая. Рецензия 13-09 00:09
Blizzard неожиданно анонсировала Diablo V — игра выйдет весной 2029 года 12-09 22:09
Blizzard анонсировала амбициозный шутер с открытым миром по StarCraft — первый трейлер и релиз в 2030 году 12-09 21:42
Apple разработала ИИ-модель SimpleDesign для проектирования белков 12-09 13:22
Xiaomi запустила глобальное бета-тестирование HyperOS 4 12-09 13:18
Новая статья: Обзор игрового ноутбука Acer Nitro V 16S: флагманские амбиции 4 ч.
Oracle поставила более 300 тыс. GPU — почти втрое больше, чем в предыдущем квартале 6 ч.
Минэнерго России предложило строить ИИ ЦОД в Сибири для распределения нагрузки на энергосистему страны 6 ч.
Apple разрабатывает игровые контроллеры для iPhone — они выйдут под брендом Beats 7 ч.
Первого октября: Tesla запустила отсчёт до анонса второго поколения Roadster 20 ч.
Техногиганты в этом году успели сократить 128 000 сотрудников: больше, чем за весь прошлый год 20 ч.
США жертвуют экологией ради ИИ: администрация Трампа ослабила требования — это может затронуть миллионы людей 12-09 21:48
NewPhotonics представила оптический движок NPC50506 на 6,4 Тбит/с с интегрированным лазером 12-09 20:59
ASUS выпустила СХД высокой плотности OJ340A-RS60 на базе AMD EPYC Genoa 12-09 20:53
Asus представила монитор ProArt Display OLED PA27UCDV для профессионалов 12-09 18:10