Сегодня 19 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 🔥
Alibaba выпустила всеядную модель Qwen3.8-Omni-Flash с контекстом на 1 млн токенов 17 мин.
Новая статья: Doloc Town — достойная наследница Stardew Valley. Рецензия 11 ч.
Фэнтезийная 4X-стратегия Endless Legend 2 покинула ранний доступ — онлайн в Steam вырос в 10 раз 12 ч.
Более 100 экспертов предупредили: независимая проверка безопасности ИИ сейчас почти невозможна 12 ч.
«Воровство беспрецедентных масштабов»: OpenAI и Microsoft признали, что ИИ построен на краже данных и неумолимо разрушает интернет 14 ч.
Более трёх миллионов игроков добавили амбициозный китайский боевик Phantom Blade Zero в список желаемого 15 ч.
Rebel Wolves услышала фанатов — The Blood of Dawnwalker получит режим «Новая игра +» 17 ч.
Эффектное, но утомительное приключение: критики вынесли вердикт Control Resonant 17 ч.
Внедрение «водяных знаков» может сделать поведение ИИ-моделей непредсказуемым 18 ч.
У всех ИИ-агентов для программирования нашлась опасная уязвимость — вредоносный код запускается без участия пользователя 21 ч.
Контракт на миллиард: NASA заказало ещё три пилотируемых миссии SpaceX Crew Dragon 14 мин.
Выручка OpenAI к концу 2030 года вырастет до $350 млрд, но всё равно не сможет покрыть расходы 4 ч.
Anthropic решила провести IPO в ноябре, и скоро выйдет на уровень годовой выручки в $100 млрд 6 ч.
Asus выпустила компактный мини-ПК Ascent QN10 на базе Qualcomm Snapdragon X2 Elite стоимостью от $1350 6 ч.
Honor выпустила 2-литровую рабочую станцию с Nvidia RTX Spark и 128 Гбайт памяти 11 ч.
IT-индустрия изменила отношение к мейнфреймам в связи с ростом инвестиций в ИИ 12 ч.
iPhone 18 Pro разобрали на камеру — стало понятно, как Apple удалось уменьшить Dynamic Island 15 ч.
Шотландия де-факто ввела временный мораторий на новые ЦОД гиперскейл-уровня 16 ч.
Видеокарта с аниме-амбассадором: Palit представила GeForce RTX 5060 Ti RiTONA OC 16 ч.
OpenAI всерьёз взялась за роботов — компания набирает десятки инженеров и обещает им до $500 000 в год 17 ч.