Сегодня 23 мая 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 🔥
Новая статья: INDUSTRIA 2 — черновая отделка. Рецензия 2 ч.
«Горькое разочарование»: амбициозная пошаговая тактика Warhammer 40,000: Mechanicus 2 стартовала в Steam со «смешанными» отзывами 4 ч.
Ролевой шутер Witchfire от экс-разработчиков Painkiller и Bulletstorm скоро получит перевод на русский — подробности The Revelations Update 6 ч.
«Болотный лагерь выглядит великолепно»: 20 минут нового геймплея ремейка «Готики» впечатлили фанатов оригинальной игры 7 ч.
Cisco выяснила, почему безупречные на первый взгляд отчёты ИИ о киберинцидентах нельзя принимать на веру 7 ч.
Заряженное ностальгией и ужасами приключение Midnight Souls отправит искать любовь и бороться со стариками 8 ч.
Google назвала лучшие ИИ-модели для разработки Android-приложений — Gemini проиграл GPT 8 ч.
Сегодня исполнилось 16 лет первой покупке за биткоины — две пиццы теперь стоили бы $770 млн 11 ч.
Microsoft разрешит убирать раздражающую кнопку ИИ-помощника Copilot в Word, Excel и PowerPoint 12 ч.
Новый большой патч для Crimson Desert добавил детёнышей виверн и позволил Клиффу использовать дробовик 12 ч.
Google обжаловала решение суда о «покупке» своему поиску места на iPhone 2 мин.
Tesla Cybercab оказался самым экономичным электромобилем в США, опередив соперников почти на треть 3 ч.
Китайские контрактные производители чипов начали поднимать цены на услуги, чтобы урвать свой кусок ИИ-пирога 3 ч.
Huawei придумала, как выпускать SSD на 122 Тбайт без передовой флеш-памяти 5 ч.
Создан материал для «неисчерпаемой фляги» — он сам добывает воду из воздуха, пока светит Солнце 5 ч.
Huawei выпустила 122-Тбайт SSD с фирменной технологией DoB 5 ч.
Tesla отзывает тысячи электромобилей Model Y из-за вероятного отсутствия одной наклейки 7 ч.
Realme представила смарт-часы Watch S5 с 1,43-дюймовым AMOLED и автономностью до 20 дней за $80 8 ч.
Bosch поможет стартапу Humanoid выпускать человекоподобных роботов на ногах и колёсах 9 ч.
Creative представила звуковую карту Sound Blaster AE-X с поддержкой 32-битного звука на 384 кГц 9 ч.