Сегодня 19 ноября 2025
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 🔥
Люди начали массово заводить романы с ИИ — доходит до виртуальных браков и детей 14 мин.
Игры на движке Unity скоро появятся в Fortnite — Epic Games и Unity заключили «уникальное партнёрство» 22 мин.
Google назвала лучшие приложения и игры «Play Маркета» за 2025 год 2 ч.
«Сырая и сломанная, но всё ещё прекрасная»: возрождённая ролевая песочница Hytale в духе Minecraft получила 16 минут геймплея, и фанаты в восторге 2 ч.
Авторы ремейка «Готики» рассказали и показали, как прокачали боевую систему благодаря отзывам игроков 3 ч.
Microsoft исправила проблему с установкой первого платного обновления безопасности для Windows 10 3 ч.
«Мы подвели весь интернет»: технический директор Cloudflare извинился за сбой, уронивший половину интернета 3 ч.
Релиз почтового сервера RuPost 4.0: поддержка геокластеризации и повышенная безопасность 4 ч.
Capcom похвасталась продажами Dragon’s Dogma 2 — игроки требуют обещанных улучшений и DLC 4 ч.
xAI намерена привлечь $15 млрд инвестиций и увеличить оценку до $230 млрд — более чем вдвое дешевле OpenAI 4 ч.
Xpeng собралась выпустить миллион человекоподобных роботов по цене электромобиля — как Tesla 15 мин.
Немцы совершили прорыв в создании квантовых повторителей для «запутанного» интернета 27 мин.
Самый протяжённый в мире подводный интернет-кабель Meta 2Africa охватил треть населения Земли 31 мин.
В ближайшие месяцы DRAM подорожает ещё на 50 %, а Nvidia придётся оснащать ИИ-ускорители смартфонной памятью 2 ч.
Jeep представила электрический внедорожник Recon со съёмными дверями и задними стёклами за $65 000 2 ч.
«Яндекс» выпустил «Станцию 3» мощностью 50 Вт с окружающей подсветкой и пиксельным дисплеем 2 ч.
DJI начала продажи экшн-камеры Osmo Action 6 с квадратным сенсором по цене от €379 2 ч.
Второй европейский экзафлопсный суперкомпьютер Alice Recoque получит чипы AMD EPYC Venice и ускорители Instinct MI430X 3 ч.
Ровер Perseverance нашёл на Марсе камень, которого там не должно было быть 3 ч.
Телевизоры TCL серий X, C и P: обзор актуальной линейки 3 ч.