Сегодня 24 августа 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 🔥
Российская Team Spirit стала трёхкратным чемпионом The International по Dota 2 — первой в истории 8 ч.
Vampire Survivors получит дополнение Legacy of the Bloodmoon с новыми картой, персонажами и оружием до конца августа 10 ч.
Microsoft объяснила, почему легендарная игра 3D Pinball исчезла из Windows 21 ч.
Новая статья: Agent 64: Spies Never Die — не время умирать. Рецензия 23-08 00:07
Всего 1 % игр в Steam собирает 84,5 % выручки, показало исследование 22-08 19:19
Седьмая утечка геймплея GTA VI показала ограбление заправок и систему повреждения машин 22-08 16:45
Microsoft возложила вину за проблемы Windows 11 с играми после очередного обновления на RGB-подсветку 22-08 14:47
Claude улучшил результаты в три раза благодаря оболочке: Nvidia показала новый путь развития ИИ-агентов 22-08 14:43
Российский рекорд: впервые в истории весь топ-4 The International заняли команды из РФ 22-08 14:28
Утечки геймплея GTA VI вызвали в Rockstar переполох, но на планы студии не повлияли 22-08 14:11
Новая статья: Компьютер месяца, спецвыпуск: во что дефицит чипов памяти превратил бюджетные игровые ПК и при чем здесь Steam Machine 4 ч.
Meteoric будет дронами разгонять облака над солнечными электростанциями 6 ч.
На всё готовое: NVIDIA вложилась в Cloverleaf, чтобы ускорить строительство оптимизированных для её оборудования ИИ ЦОД 10 ч.
Капитальные затраты на дата-центры превысят $3 трлн к 2030 году 12 ч.
Андроид побил рекорд Усэйна Болта: в Китае стартовали Всемирные игры человекоподобных роботов 15 ч.
В прошлом квартале рынок CPU сократился на 1,1 % в клиентском сегменте и вырос на 22 % в серверном 20 ч.
Дочерняя компания Geely получила разрешение на испытания своей спутниковой системы связи 20 ч.
Тайвань стал ближе к превращению в космическую державу — успешно испытана первая ракета собственной разработки Maraho 21 ч.
Nvidia поднимет цены на ИИ-ускорители на более чем 15 % со следующего года 21 ч.
Synology представила сетевые хранилища RackStation RS826RP+ и RS826+ формата 1U 22-08 20:43