Сегодня 15 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 🔥
Исход руководителей из OpenAI посеял в компании хаос перед выходом на биржу 2 ч.
Новая статья: Grim Dawn: Fangs of Asterkarn — мрачный юбилей. Рецензия 13 ч.
Корпоративный боевик Stick It to the Stickman от создателей Broforce и Anger Foot уйдёт с биржи раннего доступа Steam — новый трейлер и дата выхода 1.0 14 ч.
VLC стал запускаться по 30 секунд — разработчики обвинили Windows Defender 16 ч.
ИИ-гонка превратилась в ценовую войну — OpenAI и Anthropic вынуждены дешеветь из-за Китая 16 ч.
Пошаговые тактики до сих пор в моде: более миллиона игроков добавили Star Wars Zero Company в список желаемого 17 ч.
Разработчики Resonance: A Plague Tale Legacy раскрыли системные требования для игры без апскейлеров — GTX 1060 всё ещё в деле 19 ч.
Ветеран Warner Bros. Games: ремастер подарил The Lord of the Rings: War in the North шанс на успех, которого игру лишило соседство со Skyrim 19 ч.
ИИ разогрел рынок доменов: зона .ai впервые обогнала классическую .com по средней цене 20 ч.
Хакерская группировка Cl0p взломала ресурсы Shell, Philips, GE и десятков других компаний 21 ч.
Стекло научили чувствовать: новое оптоволокно оказалось в тысячу раз чувствительнее обычного 2 ч.
Глава SK Group заявил, что из-за памяти всё вокруг будет дорожать 5 ч.
Доля Nvidia в капитале SpaceX оценивалась в $21 млрд в конце второго квартала 5 ч.
OpenAI теперь зарабатывает в корпоративном секторе больше, чем в потребительском 6 ч.
Квартальная выручка Anthropic взлетела в 14 раз до $11,5 млрд 7 ч.
Tencent мгновенно озолотится, сдав в аренду свои GPU, но уверена, что на собственных ИИ-решениях она заработает больше 11 ч.
Dell выпустила 42,5-дюймовый 4K-монитор для видеоконференций со встроенной 8-Мп камерой Sony Starvis 15 ч.
Alphabet сорвала джекпот на SpaceX — вложенные $900 млн превратились почти в $94 млрд 16 ч.
LG построит человекоподобных роботов с мозгами Nvidia — дебют намечен на 2027 год 19 ч.
Raptor Lake переживут своё поколение: Intel продолжит выпускать старые процессоры из-за дорогой DDR5 19 ч.