Сегодня 14 июля 2025
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 🔥
В материнских платах Gigabyte нашли уязвимости, позволяющие обойти безопасную загрузку 15 мин.
Опять за старое: разработчики God of War готовят следующий блокбастер, но не по новой франшизе 59 мин.
ИИ-сводки в Gmail превратили в инструмент для фишинговых атак, но Google уже закрыла уязвимость 3 ч.
В открытый доступ попали внутренние документы о проблемах разработки Subnautica 2 — Krafton подтвердила утечку 3 ч.
Windows 11 сама решит, когда экономить батарею — Microsoft тестирует незаметное адаптивное энергосбережение 4 ч.
Ведущий разработчик Far Cry 4 рассказал об «очень и очень интересной» механике с Пэйганом Мином, которая не попала в игру 5 ч.
$600 млн за 12 минут: платформа для создания мемкоинов Pump.fun сорвала куш на выпуске собственного токена 6 ч.
Календарь релизов — 14–20 июля: RoboCop: Rogue City — Unfinished Business, Eriksholm и The Drifter 7 ч.
Джек Дорси выпустил второе приложение за неделю — Sun Day поможет не сгореть на солнце 7 ч.
«Одна из самых ожидаемых игр 2025 года»: демонстрация стелс-стратегии Eriksholm: The Stolen Dream впечатлила фанатов жанра 7 ч.
«Яндекс» замотивирует сотрудников, раздав им акций на 15 млрд рублей 20 мин.
Инвесторы потребовали от Apple перестать заниматься ерундой и наконец сделать нормальный ИИ 3 ч.
«Инфосистемы Джет» реализовали для ООО «МПК “Атяшевский”» масштабируемый проект с модульными ЦОД 4 ч.
200 Тбайт ёмкости и 50 лет сохранности: HoloMem предложила недорогую и эффективную замену LTO — картриджи HoloDrive 5 ч.
В «М.Видео-Эльдорадо» назвали самые популярные среди россиян бренды наушников 6 ч.
Горячая пора: изменение климата угрожает стабильности работы дата-центров 6 ч.
Biostar представила индустриальный компьютер EdgeComp MS-1335U с поддержкой четырёх дисплеев 9 ч.
LG Electronics займётся выпуском оборудования для производства чипов 9 ч.
iBase выпустила плату MBB1005 на основе Intel Core Ultra 200S для периферийных систем 10 ч.
Самый большой кусок Марса на Земле выставят на аукцион — его оценили в $2-4 млн 10 ч.