Сегодня 24 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 🔥
Анонсирован безумный экшен в духе Metal Gear Rising: Revengeance, но с танком в главной роли — трейлер и первые подробности Slam Tank 14 мин.
Установка российских приложений на Android может усложниться из-за обязательной верификации Google 32 мин.
ИИ уже участвует в каждом шестом взломе в мире — и тенденция усиливается 2 ч.
«Яндекс» представил ИИ-ассистента «Алиса AI Про» для бизнеса 2 ч.
Yandex B2B Tech расширила экосистему сервисов для бизнеса 3 ч.
В Африке создали компактную LLM, которая обошла более крупные модели Google и Meta — Morena знает 12 местных языков 4 ч.
Bethesda не убьёт «творческую идентичность» Obsidian после присоединения — разработчики Fallout: New Vegas не станут командой поддержки 5 ч.
Microsoft помогла нейтрализовать популярный фишинговый сервис EvilTokens 5 ч.
Canonical ускорила выпуск обновлений Ubuntu — ИИ выявляет слишком много уязвимостей 5 ч.
«Больше похож на новую игру, чем на ремейк»: обзорный геймплейный трейлер Rayman Legends Retold впечатлил фанатов классического платформера 6 ч.
Дорогая память пока не помешала Raspberry Pi — выручка взлетела на 90 %, прибыль более чем удвоилась 46 мин.
Maibenben выпустила в России игровые ноутбуки X-Treme X17F Typhoon и Tornado с чипами AMD Zen 4 по цене от 122 тыс. рублей 2 ч.
Как в «Семейке Аддамс»: швейцарские инженеры разработали кисть руки, которая сама передвигается и нажимает кнопки 2 ч.
ASM решила проблему герметизации и обработки 3D-чипов — теперь это будет быстрее и дешевле 3 ч.
Крупнейшая компания Европы не продаёт ничего в Европе — зато Китай и Индия зовут ASML строить у них заводы 3 ч.
Четыре ядра, DDR5 и PCIe 4.0: дебютировали китайские чипы Hygon 1000 для встраиваемых систем 4 ч.
Немцы научились «по фотографии» измерять характеристики солнечных панелей — экспресс-диагностика выйдет на новый уровень 5 ч.
ДНК вместо традиционной памяти: AtlasBase представила платформу для хранения и вычислений 5 ч.
Alibaba Cloud расширяет присутствие в Европе — на очереди открытие ЦОД в Финляндии, Нидерландах и Турции 5 ч.
Атомные часы побили рекорд точности — на сцену вышел тяжёлый лютеций 5 ч.