Сегодня 21 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 🔥
Valve открыла исходный код Lepton — инструмента для переноса игр с Android на Steam Frame 20 мин.
Пираты удалили Denuvo из Assassin's Creed Mirage — игра стала быстрее загружаться и лучше работать 4 ч.
Хуанг набрал вес в Белом доме — глава Nvidia фактически стал главным советником Трампа по ИИ 5 ч.
Неогранённый алмаз: критики вынесли вердикт Silent Hill: Townfall 5 ч.
Google хочет поменьше пускать людей в настоящий интернет — в Discover тестируются ИИ-сводки вместо переходов на сайты 6 ч.
«Не хотел повторения истории с P.T.»: Кодзима рассказал, как спасал Physint после разрыва с PlayStation 7 ч.
Konami позволит начать прохождение метроидвании Castlevania: Belmont’s Curse на две недели раньше — анонсирована бесплатная демоверсия 8 ч.
Кооперативный шутер про нашествие грибов Mycopunk скоро вырвется из раннего доступа Steam — трейлер и дата выхода 1.0 9 ч.
Xiaomi 18 Fold оказался золотым в ремонте — замена материнской платы обойдётся в почти 40 % цены смартфона 20-09 16:37
Президент США объявил о создании «Сил ИИ» — их возглавит «царь ИИ»  20-09 14:28
iFixit разобрали iPhone 18 Pro и Pro Max — новая камера дороже в ремонте, а батарея может потянуть за собой дисплей 13 мин.
Apple программно занизила ёмкость батареи iPhone 18 Pro Max — активация всё исправляет 24 мин.
Nothing выделит бюджетный бренд CMF в самостоятельную компанию со штаб-квартирой в Индии 32 мин.
CoreWeave стала клиентом оператора криптомайнинговых ЦОД Blockfusion в Ниагара-Фолс 33 мин.
Dongfeng уже в октябре отправит гуманоидных роботов на заводы — в следующем году они должны догнать людей 3 ч.
LG представила первый в мире 24,5-дюймовый OLED-дисплей с частотой обновления 720 Гц 4 ч.
Huawei представила архитектуру UnifiedBus для повышения производительности ИИ-кластеров 4 ч.
EXA построит Meridian — 500-Тбит/с трансатлантический интернет-кабель между США и Великобританией 5 ч.
Тихая механическая клавиатура и универсальная мышь с 13 кнопками: MSI STRIKE 600 Silent и MSI VERSA PRO Wireless 6 ч.
Протесты местных жителей затормозили строительство половины новых ЦОД в США во втором квартале 7 ч.