Сегодня 21 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 🔥
Postgres Professional представила СУБД Postgres Pro AXE для гибридных нагрузок 42 мин.
Цукерберг успокоил сотрудников Meta: новых массовых увольнений в этом году не ожидается 55 мин.
Microsoft позвала звёздного аналитика Мэттью Болла спасать стратегию Xbox 2 ч.
«Очередной шедевр Amanita»: авангардная головоломка Phonopolis от авторов Machinarium и Samorost стартовала в Steam с рейтингом 96 % 3 ч.
Embracer подтвердила сроки релиза следующей игры Warhorse Studios — новая Kingdom Come может выйти уже в 2027 году 5 ч.
Хакеры слили данные клиентов Trump Mobile и раскрыли реальные продажи смартфона T1 6 ч.
Сетевой боевик Spellcasters Chronicles от авторов Detroit: Become Human закроется спустя четыре месяца раннего доступа, зато у Star Wars Eclipse всё хорошо 6 ч.
Apple похвалилась, что пресекла мошеннические транзакции на $11,2 млрд за шесть лет и на этом не остановится 7 ч.
Owlcat раскрыла статистику участников «беты» The Expanse: Osiris Reborn и рассказала, как будет улучшать игру после критики фанатов 7 ч.
«Ваше мнение имеет значение»: разработчики Subnautica 2 помогут игрокам защититься от рыб, но оружие добавлять не будут 8 ч.
Первые тесты Lisuan LX 7G100 показали: Китай научился делать GPU для современных игр, но пока небыстрые 2 ч.
Samsung увернулась от забастовки, способной взвинтить цены на память — рабочие добились повышения премий 3 ч.
AM4 жив! Юбилейный Ryzen 7 5800X3D AM4 10th Anniversary Edition появился в продаже в Индии за $310 4 ч.
Китайские учёные впервые в истории запитали несколько движущихся по воздуху целей микроволновым лучом 4 ч.
Founders Edition, но не от Nvidia: китайская Lisuan Tech показала игровую видеокарту LX 7G100 в эталонном исполнении 4 ч.
Alibaba представила ИИ-ускоритель Zhenwu M890, который втрое быстрее предшественника 6 ч.
Суперкомпьютер по подписке: Bull предоставила Airbus инфраструктуру HPC-as-a-service 6 ч.
«Билайн бизнес» сообщил о массовом внедрении аудиобейджей с ИИ — они проанализировали 600 тысяч часов разговоров 7 ч.
Представлен iQOO 15T — игровой смартфон с разогнанным Dimensity 9500, 200-Мп камерой и батареей на 8000 мА⋅ч 7 ч.
AMD готовит мини-ПК Ryzen AI Halo для вайб-кодинга без облака за $3999 8 ч.