Сегодня 12 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 🔥
«Дух захватывает»: художник заворожил фанатов The Elder Scrolls III: Morrowind «прогулкой» по Альд'руну в реалистичном масштабе 14 мин.
Разработчики Forza Horizon 6 «наградили» пиратов блокировкой на следующие восемь тысяч лет 48 мин.
Microsoft рассчитывала заработать $92 млрд на ранних инвестициях в OpenAI 3 ч.
Google может представить на I/O 2026 новую модель генерации видео Omni 4 ч.
Исследователи Microsoft предупредили, что ИИ-модели пока не готовы к сложному классу задач 4 ч.
В iOS 26.5 появилось сквозное шифрования для кроссплатформенных RCS-сообщений 4 ч.
Календарь релизов 11–17 мая: Subnautica 2, Outbound, Directive 8020 и Black Jacket 11 ч.
Samsung выпустила One UI 8.5 для поддерживаемых Galaxy спустя пять месяцев бета-тестов 12 ч.
На ПК стартовали предзаказы Subnautica 2 — игра доступна в российских Steam и Epic Games Store 12 ч.
Издателем Stellar Blade 2 выступит не Sony, а сама Shift Up — официальный анонс сиквела уже не за горами 14 ч.
Скандал с контрабандными ИИ-серверами Supermicro не повлиял на её взаимоотношения с AMD, NVIDIA и Intel 10 мин.
TSMC готова потратить на технопарк в Аризоне до $250 млрд, но сталкивается с рядом трудностей 33 мин.
Microsoft не сможет выручить на сотрудничестве с OpenAI более $38 млрд 2 ч.
Новая статья: Обзор игрового QD-OLED WQHD-монитора Titan Army G27W9S: ярче и быстрее 8 ч.
Новая статья: Обзор сервера ASUS RS720A-E13-RS8G: DC-MHS во всей красе 10 ч.
Meta пришлось продлить срок службы серверов из-за дефицита памяти 10 ч.
AMD разрабатывает настольную Radeon RX 9050 с 8 Гбайт памяти 12 ч.
Спутник LINK прошёл испытания и приблизил спасение обсерватории Swift от сгорания в атмосфере 13 ч.
Следующая Vision Pro выйдет не раньше 2028 года: Apple переключилась на умные очки и ИИ-устройства 14 ч.
Первая частная индийская ракета отправится в космос уже этим летом — шансы на успех не высоки, и это нормально 14 ч.