Сегодня 15 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 🔥
Спринт, торговля и продолжение сюжета: разработчики Subnautica 2 раскрыли план улучшения игры на ближайшие месяцы 2 ч.
ChatGPT получит прямой доступ к банковским счетам пользователей — для анализа расходов и финансовых советов 3 ч.
Трамп и Си Цзиньпин обсудили ограничения слишком умного ИИ и зависшие поставки Nvidia H200 3 ч.
Microsoft намерена избавить Windows 11 от главной причины «синих экранов» 3 ч.
Доминирование ChatGPT пошатнулось — Gemini и Perplexity быстро набирают обороты 4 ч.
Pragmata стала новой жертвой пиратов — игру взломали без гипервизора 4 ч.
YouTube Shorts набрали популярность на смарт-телевизорах — 2 млрд часов просмотра за месяц 5 ч.
На смарт-очках Meta Ray-Ban Display появятся сторонние приложения 5 ч.
Крипторынок испугался ИИ-хакеров: под ударом оказался сектор DeFi с оборотом $130 млрд 5 ч.
Ненасытный ИИ может снова отправить OpenAI на поиски денег — даже рекордных $122 млрд инвестиций мало 6 ч.
Японцы создали магнитную память на квантовых эффектах — она в 25 раз быстрее DRAM, почти не греется и не изнашивается 17 мин.
Alibaba Cloud потребуется в 10 раз больше вычислительных мощностей, чем в 2022 году, а Tencent научилась обходиться малым 2 ч.
В ближайший годы четыре из пяти премиум-смартфонов нашпигуют ИИ 3 ч.
Учёные создали робота-медузу без батареи — он плавает быстрее всех аналогов и сможет лечить людей изнутри 3 ч.
Уж лучше АЭС за домом, чем ЦОД: американцам разонравились дата-центры 4 ч.
Доля контрафактных комплектующих для зарубежного инфраструктурного оборудования в России приблизилась к 20 % 5 ч.
MSI представила игровой монитор MAG OLED 271QPX32 — QD-OLED Penta Tandem, 1440p и 320 Гц 6 ч.
Представлен флагманский игровой ноутбук Asus ROG Strix SCAR 18 с потреблением до 320 Вт 7 ч.
Asus выпустила свою первую оперативную память — и сразу за $880 7 ч.
Asus представила трёхлитровый игровой ПК ROG NUC 16 — он меньше PS5, но в 7,5 раз дороже 8 ч.