Сегодня 31 января 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 🔥
Новая статья: Arknights: Endfield — если бы Satisfactory была китайской гачей. Рецензия 3 ч.
Хардкорный шутер Road to Vostok о выживании на границе Финляндии и России скоро ворвётся в ранний доступ Steam — дата выхода и новый трейлер 4 ч.
Россияне стали больше сидеть во «ВКонтакте» и смотреть «VK видео» 5 ч.
Разработчики Yakuza Kiwami 3 пообещали исправить графику к релизу — пока ремейк местами выглядит хуже, чем игра 16-летней давности 7 ч.
Microsoft исправила сбои входа и загрузки в свежем обновлении Windows 11 8 ч.
В Китае ликвидировали одну из крупнейших в мире сетей пиратской манги 8 ч.
Режиссёр Даррен Аронофски выпустит сгенерированный ИИ сериал о войне за независимость США 8 ч.
Сразу три источника подтвердили, когда пройдёт следующая презентация Nintendo Direct и какой она будет 8 ч.
Разработчики провальной MindsEye уйдут от IO Interactive, чтобы взять своё будущее под контроль — кроссовер с Hitman отменён 9 ч.
«Нацелены выпустить выдающуюся игру»: ведущий разработчик Beyond Good and Evil 2 подтвердил статус долгостроя после чистки в Ubisoft 10 ч.
Неооблака «засасывают» ИИ-данные как чёрные дыры, меняя поведение Сети 5 ч.
Финны начали варить пиво «на песке» — местная пивоварня установила песочный теплоаккумулятор 5 ч.
Музыкальные издатели потребовали от Anthropic $3 млрд за «вопиющее пиратство» 6 ч.
Китай тоже планирует строительство гигаваттных космических ЦОД 6 ч.
От технологического наследия к построению будущего — Atos перезапустила бренд Bull для HPC, ИИ и квантовых инноваций 7 ч.
США продвигают «атомные кампусы» с ослабленными требованиями к ядерной безопасности, чтобы запитать ИИ ЦОД 7 ч.
Android 16 распространяется быстрее предшественника — свежая ОС заняла 7,5 % Android-устройств по всему миру 7 ч.
Тим Кук наобещал «невиданных ранее» инноваций — Apple выпустит более 20 новинок в 2026 году 7 ч.
Мировой рынок смартфонов заработал рекордные $143 млрд за квартал — пользователи стали чаще выбирать флагманы 7 ч.
Смесь iPhone Air и Google Pixel: представлен смартфон Realme 16 с чипом Dimensity 6400 Turbo и батареей на 7000 мА·ч 7 ч.