Сегодня 29 сентября 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 🔥
Календарь релизов — 28 сентября – 4 октября: The Witcher 3 Remastered и Ace Combat 8 2 ч.
Красочный ритм-платформер Suri: The Seventh Note получил дату релиза — игра выйдет до конца октября 2 ч.
«Впиши своё имя в историю легендарной серии»: Acer проведёт первый в России любительский турнир Predator League Open Cup по Valorant 3 ч.
Паранормальный симулятор библиотекаря Something is Wrong with the Library отправит игроков сортировать книги и избавляться от нечисти 3 ч.
Культурный мегапроект соавтора Disco Elysium скоро выйдет из тени — объявлена дата анонса амбициозной ролевой игры Red Rooster 6 ч.
CD Projekt Red раскрыла полный список улучшений и окончательные системные требования The Witcher 3: Wild Hunt — Remastered 7 ч.
Minecraft получит первое за 15 лет новое измерение — продажи игры превысили 425 миллионов копий 8 ч.
ИИ-агентов научат соблюдать «границы»: Nvidia представила платформу Open Agent Safety 9 ч.
«Давненько я так сильно не ждал игру»: релизный трейлер Ace Combat 8: Wings of Theve разгорячил фанатов перед скорым взлётом 9 ч.
Китайский ИИ завоёвывает корпоративную Америку: компании США всё чаще используют открытые ИИ-модели ради экономии 12 ч.
AMD выложила $8,2 млрд за пространственный ИИ — компания покупает стартап World Labs доктора Фей-Фей Ли 46 мин.
Представлен ПК с пассивным охлаждением из 13 кг чистого золота — уникальный Kubb Fanless оценён в $1,7 млн 53 мин.
29-граммовая мышь для геймеров: Pulsar выпустила X2F CrazyLight под пальцевый хват и с передовой начинкой 59 мин.
Google пообещала обновить «многие» хромбуки до Googlebook OS — а остальным пообещала поддержку до 2034 года 2 ч.
Новая статья: Обзор смартфона Samsung Galaxy S26 FE: неисправимый консерватор 2 ч.
Thermal Grizzly и Noctua выпустили монитор питания видеокарт WireView Pro II с очень тихим вентилятором 3 ч.
Представлены смарт-часы Honor Watch 6 Pro, которые умеют звать на помощь при исчезновении пульса 5 ч.
«Культурный ренессанс»: Bose представила проводные наушники с шумоподавлением за $99 6 ч.
Хуанг уверен в дальнейшем росте Nvidia: компания расширила выкуп акций на рекордные $150 млрд 6 ч.
Мини-ПК за $7399: представлена рабочая станция Minisforum на Ryzen AI Max+ Pro 495 с 192 Гбайт памяти и SSD на 2 Тбайт 7 ч.