Сегодня 21 апреля 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 🔥
Meta тестирует WhatsApp Plus — подписку, которая добавляет косметические улучшения 5 ч.
В Steam и VK Play вышла «Былина» — грандиозная экшен-RPG в мире славянских мифов 6 ч.
Календарь релизов 20–26 апреля: Vampire Crawlers, Masters of Albion, Kiln и Tides of Tomorrow 6 ч.
Nvidia улучшила ReSTIR: трассировка путей стала в 2–3 раза быстрее и чище 7 ч.
Всё тайное становится явным: Ubisoft наконец подтвердила, когда покажет Assassin's Creed Black Flag Resynced 8 ч.
ChatGPT перестал работать у многих пользователей по всему миру — OpenAI ведёт расследование 9 ч.
ИИ стал оружием хакеров: кибератаки стали быстрее и сложнее 10 ч.
В российском Steam открылся предзаказ постапокалиптического боевика Beast of Reincarnation от создателей «Покемонов» 10 ч.
Дата выхода, актёрский состав и самый амбициозный проект A24: раскрыты новые подробности фильма по Elden Ring 11 ч.
Microsoft повысила скорость и производительность «Проводника» в Windows 11 11 ч.
Meta бесплатно обучит американцев работе с волоконно-оптическими сетями, чтобы побыстрее развернуть свои ИИ ЦОД 4 ч.
Новая статья: Обзор MSI MEG X870E ACE MAX: царица-мать! 4 ч.
Торнадо ударил по заводу Rivian перед началом производства внедорожника R2 — обрушилась крыша одного из цехов 7 ч.
Huawei представила колонку Sound X5 с 18-каратным золотом и 126-мм вуфером 7 ч.
AMD поможет в развитии экосистемы ИИ во Франции 9 ч.
Представлены смарт-очки Huawei AI Glasses со встроенной камерой и переводчиком за $370 9 ч.
Toshiba предложила ждать замену HDD по гарантии до года или возместить деньги по старой цене 9 ч.
Похоже, OnePlus всё же уходит из Европы — на это намекает увольнение десятков ключевых сотрудников 10 ч.
Huawei представила конкурента MacBook — MateBook 14 HarmonyOS Edition с круглыми клавишами, фирменной ОС и чипом Kirin X90 10 ч.
Huawei представила смарт-часы Watch Ultimate Star Diamond Edition с 99 бриллиантами и оценкой риска гипергликемии 10 ч.