Сегодня 27 августа 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 🔥
Google обновила дизайн мобильного приложения Gmail в стиле Material 3 Expressive 2 ч.
Средневековый коронавирус и завершение истории Индржиха: новые детали сюжетного аддона Mysteria Ecclesiae для Kingdom Come: Deliverance 2 9 ч.
Россияне смогут блокировать звонки из-за рубежа — представлены новые меры против кибермошенников 10 ч.
Google оштрафовали на 7 млн рублей за работу в России без регистрации в Роскомнадзоре 12 ч.
Без русского языка и офлайн-режима, зато с монетизацией: геймплейный трейлер раскрыл дату выхода в раннем доступе скейтерского симулятора Skate 12 ч.
ИИ усложнил старт в IT: программистам-новичкам стало труднее найти работу 12 ч.
Хакеры научились внедрять невидимые вредоносные запросы к ИИ в изображения 12 ч.
В Spotify появился мессенджер, но пользоваться им могут не все 15 ч.
Нелепый симулятор ходьбы Baby Steps ушагал подальше от Hollow Knight: Silksong — новая игра авторов Ape Out и Getting Over It не выйдет 8 сентября 15 ч.
Учёные придумали, как выявлять взломы аккаунтов без слежки и раскрытия личных данных 16 ч.
Суд в Германии запретил Apple называть Watch Series 9 «углеродно нейтральными» 28 мин.
Intel Core i9-14900KF удалось разогнать до рекордной частоты 9130 МГц под жидким гелием 2 ч.
Тайвань не боится пошлин Трампа и готов активнее привлекать иностранную молодёжь на работу 4 ч.
Новая статья: Обзор видеокарты Acer Nitro Intel Arc B580 OC 9 ч.
Модульный ноутбук Framework Laptop 16 прокачали до GeForce RTX 5070 10 ч.
IBM и AMD займутся разработкой новых вычислительных архитектур на стыке квантовых и классических подходов 10 ч.
Выручка Selectel за I полугодие 2025 г. увеличилась почти в полтора раза 12 ч.
BenQ выпустила 32-дюймовый 4K-монитор PV3200U для видеоблогеров и монтажёров 14 ч.
Asus начала продавать ROG Astral GeForce RTX 5080 Dhahab Core Edition за $1900 — почти вдвое дороже эталонной RTX 5080 14 ч.
Hasselblad представила полнокадровую камеру X2D II 100C за $7399 — 100 Мп, непрерывный автофокус, HDR и 10-ступенчатая стабилизация 14 ч.