Сегодня 02 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 🔥
Минцифры РФ потребует особых привилегий для «Алисы AI» на мобильных устройствах 6 мин.
Rockstar представила первый официальный ролевой сервер для GTA Online — трейлер и анонс закрытой «беты» Nopixel V 38 мин.
Google представила Guided Vision — функцию визуального поиска вещей в режиме Gemini Live 2 ч.
Запущен Google Pics — графический ИИ-редактор, который бросает вызов Canva 10 ч.
Пошаговая ролевая игра Warrior Cats: Clans of the Forest по «Котам-Воителям» не заставит себя долго ждать — новый трейлер и дата выхода 12 ч.
«Вито в сделку не входил»: в масштабной утечке Valve нашли вырезанную концовку Mafia 2 13 ч.
Ролевой боевик No Rest for the Wicked от авторов Ori не выйдет из раннего доступа Steam в 2026 году 14 ч.
Свежий драйвер GeForce 616.56 заставил мерцать некоторые мониторы — Nvidia уже работает над исправлением 15 ч.
80 % разработчиков Star Wars Zero Company остались без зарплаты, и Electronic Arts тут ни при чём 15 ч.
Sonos попытается вернуть доверие пользователей с помощью ИИ-агентов — представлена ОС Sonos 27 для аудиосистем 15 ч.
К середине века затраты на ИИ-инфраструктуру достигнут $31,6 трлн 2 ч.
Новый генеральный директор Apple за следующий год заработает $58 млн, на $11 млн больше Тима Кука 5 ч.
Новая статья: Обзор видеокарты GIGABYTE AORUS GeForce RTX 5070 INFINITY 10 ч.
Учёные впервые засекли след тёмной материи, но это не точно — загадочная частица ударилась об атом ксенона 11 ч.
Xiaomi представила POCO X8 — смартфон среднего уровня со Snapdragon 6s Gen 4 и батареей на 8340 мА·ч 11 ч.
Razer представила Prio — складной геймпад для смартфонов, который помещается в карман 11 ч.
Sonos представила полностью переработанный саундбар Beam Ultra со звуком 7.1.2 и поддержкой Dolby Atmos 14 ч.
Sonos представила наушники Ace Ultra с эффективным шумоподавлением и повышенной автономностью за $450 15 ч.
Самая дешёвая GeForce RTX 5090 теперь стоить $5000 в США — в 2,5 раза дороже, чем на момент анонса 15 ч.
Учёные создали дрон с «кошачьими когтями» — он садится на айсберги и крутые ледяные скалы 15 ч.