Сегодня 31 октября 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 🔥
Новая статья: Gears of War: E-Day — как заводилась бензопила. Рецензия 11 ч.
Глава Anthropic призывал замедлить развитие ИИ, но сам не собирается сбавлять обороты 12 ч.
Симулятор кошачьего завода «Мурзавод» от создателей «Русы против ящеров» готовится к первой смене — новый трейлер и дата выхода 12 ч.
Новая формула расчёта урона, переработка навыков и усиление ИИ: авторы Heroes of Might & Magic: Olden Era выпустили крупнейшее обновление баланса 14 ч.
Anthropic запретила клонировать игры в Claude Code — это может ударить даже по легальным проектам 15 ч.
В официальный Claude Code подсадили троян — под угрозой компьютеры вайб-кодеров на Windows, Linux и macOS 15 ч.
Звёздные войны: авторитетный инсайдер объяснил, почему на самом деле Electronic Arts закрыла BioWare и отменила Mass Effect 5 16 ч.
Crimson Desert стала ещё больше — в продажу поступило масштабное дополнение Charting the Unknown 21 ч.
AWS нарастила выручку на 39 %, но ускорили развитие и конкуренты 21 ч.
Marvin Mode, фоторежим, редактор модов и не только: для Gothic 1 Remake вышло первое контентное обновление 23 ч.
Будущие обязательства пяти техногигантов превысили $3 трлн — ставка на ИИ становится всё дороже 7 мин.
Поставки процессоров для смартфонов рухнули на 21 % — но Apple и Samsung это на руку 35 мин.
Паника на ИИ-рынке не пощадила Nvidia — Apple снова стала самой дорогой компанией мира 43 мин.
Neuralink подключила Grok к мозгу человека — искусственный разум помог живому вернуть общение с людьми 11 ч.
Представлена отвёртка с ИИ — она сама найдёт нужную биту и поможет её найти 12 ч.
Alphabet не оправдала ожиданий инвесторов по выручке и прибыли — акции упали на 12 % 12 ч.
Акции Intel обрушились более чем на 30 %, несмотря на отличные продажи серверных CPU 12 ч.
Culper Research: срок службы суперчипов Cerebras оказался меньше, чем заявлено 12 ч.
Intel распродала все имеющиеся процессоры Wildcat Lake — спрос на бюджетные чипы стал ажиотажным 12 ч.
Ничто не предвещало: Foxconn собралась стать крупнейшим в мире производителем квантовых компьютеров 12 ч.