Сегодня 07 января 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.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Nvidia подтвердила трассировку пути в Doom: The Dark Ages — новые кадры амбициозного шутера id Software 15 мин.
Представлена технология Nvidia Reflex 2, которая сократит задержки в играх на величину до 75 % 3 ч.
«Живые» NPC с ИИ от Nvidia вышли на новый уровень — полезные напарники в PUBG: Battlegrounds и «умные» горожане в Inzoi 4 ч.
Google сделает использование телевизора более интуитивным и полезным, подселив нейросети Gemini в Google TV 5 ч.
«В восторге и ужасе одновременно»: новый трейлер подтвердил, когда стартует второй сезон сериала The Last of Us 6 ч.
Sony анонсировала фильм по Helldivers 2, замену сериалу Horizon Zero Dawn от Netflix и ещё одну экранизацию Ghost of Tsushima 7 ч.
Неофициальный ремейк Need for Speed Underground 2 на Unreal Engine 5 получил публичную демоверсию — 20 минут геймплея 18 ч.
Глава OpenAI рассказал, когда появятся сильный ИИ, сопоставимый с человеком — ждать осталось недолго 19 ч.
Геймеры подсчитали, какую игру в 2024 году признавали лучшей чаще всего 19 ч.
Новый геймплейный трейлер раскрыл дату выхода The End of the Sun — мистического приключения про путешествия во времени по миру славянского фэнтези 20 ч.
HP представила игровые мониторы на матрицах IPS Black с частотой обновления 280 Гц 17 мин.
Ушла эпоха: Dell избавилась от марок XPS, Inspiron, Latitude и Precision 26 мин.
NVIDIA представила «персональный ИИ-суперкомпьютер» Project DIGITS на базе гибридного ускорителя GB10 27 мин.
Asus показала огромную GeForce RTX 5090 Astral с вентилятором на изнанке и ещё 23 видеокарты GeForce RTX 50-й серии 28 мин.
Asus и Gigabyte представили первые видеокарты Radeon RX 9070 XT и RX 9070 36 мин.
Nvidia представила видеокарту GeForce RTX 5090D, которая медленнее RTX 5090 только в ИИ 54 мин.
Тайвань обвинил китайское судно в повреждении подводного телеком-кабеля 58 мин.
Цены на электричество были отрицательными почти три недели в Германии в прошлом году 3 ч.
Dell представила 27-дюймовый игровой QD-OLED-монитор AW2725Q с 4K и 240 Гц 3 ч.
Acer обновила игровые ноутбуки Predator Helios 18 и 16 новейшими чипами Intel и Nvidia, а также двухрежимными дисплеями 3 ч.
Включить темный режим