Исследователи в ходе эксперимента с «полуметаллическим» материалом выявили странные частицы, что не имеют массы, если двигаются в определенном направлении. Зато обретают массу при изменении траектории, перпендикулярно первоначальному вектору.
Как сообщает New-Science.ru со ссылкой на публикацию в Physical Review X, результат удалось достичь, воздействуя на материал экстремальными условиями, в частности, магнитным полем, более чем в 10 миллионов раз превышающим магнитное поле Земли. Эксперимент может проложить путь к открытию новых физических явлений.
Фермионами Дирака называют частицы с полуцелым спином (1/2, 3/2, 5/2 и т.д.), отличающиеся от своих античастиц. В 2016 году была высказана гипотеза о существовании особой категории фермионов, не имеющих массы в одном направлении, но становящихся массивными в направлении, перпендикулярном изначальному.
Эти гипотетические частицы назвали «полудираковскими фермионами». Данные квазичастицы (группы частиц, коллективное поведение которых можно рассматривать как одну частицу) до сих пор не были обнаружены.
Одним из материалов, исследуемых для обнаружения полудираковских фермионов, являются полуметаллы. Они имеют особое свойство переноса частиц благодаря структуре полосы проводимости и выраженным топологическим характеристикам, поэтому они особо перспективны для использования в электронике.
Поначалу предлагалось использовать материалы на основе графена, но они показали неубедительные результаты. Сейчас командой из Университета штата Пенсильвания предложен новый экспериментальный протокол, впервые позволивший надежно обнаружить частицу.
В новом алгоритме применен полуметалл на базе циркония, кремния и серы. Подобно металлам, он проводит электричество, но при действии экстремальных условий проявляет необычные свойства. Исследователи подвергли материал охлаждению до температуры, близкой к абсолютному нулю. Вторым особым фактором стало магнитное поле, более чем в 10 миллионов раз превышающее показатели магнитного поля Земли.
При таких условиях есть возможность менять траектории электронов внутри материала, с линейных на круговые спиральные траектории. Это говорит о том, что электроны обретают чувствительность к квантовым эффектам. А значит, могут вести себя как волны, способные усиливаться по мере движения по траектории и генерировать полудираковские фермионы.
Команда решила проверить, что созданные частицы реально получили свойства полудираковских фермионов, облучая материал инфракрасными импульсами и анализируя, как они отражались от присутствующих частиц. Также меняли интенсивность магнитного поля и частоту инфракрасного излучения. При направлении магнитного поля в ту же сторону, что и движение частиц, было впечатление, что у них нет массы. Но если поле прилагали перпендикулярно частицам, они становились заметно массивнее.
Эксперимент важен еще и в плане познания новых физических процессов, т.к. полудираковские фермионы можно оценивать как гибриды между обычными электронами и экзотическими космическими частицами, например, безмассовыми нейтрино.
Найденные в Турции загадочные гигантские круглые камни ждут научного изучения
Загадочные круглые каменные предметы, обнаруженные во время дорожно-строительных работ в районе Шемдинли провинции Хаккари, продолжают интриговать местных жителей, исследователей и любителей истории. Камни были обнаружены примерно три года назад во…
Тысячи лет назад люди жили гораздо роскошнее, чем считалось
Археологи на севере Израиля обнаружили роскошное кремационное захоронение железного века, свидетельствующее об элитном образе жизни, дальней торговле и влиянии Ассирии, существовавшем тысячи лет назад. Долгое время жизнь в древнем мире…
Древнейшие геномы в Европе показывают, как исчезла целая ветвь человечества
Примерно 45 000 лет назад, в суровых краях Европы ледникового периода, небольшая группа людей бродила по тундре, их темная кожа согревалась меховыми плащами. Они охотились на шерстистых носорогов, изготавливали характерные…
МО: за ночь над регионами России сбили 94 украинских БПЛА
Средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили над российскими регионами 94 украинских БПЛА, сообщили в Минобороны РФ. Фрагменты БПЛА попали в один из жилых домов на территории Липецка. Нарушено энергоснабжение…
Активы России не отдали, но и не вернут. Что решил саммит Евросоюза
Участники саммита Евросоюза не смогли согласовать экспроприацию российских активов, но поручили Еврокомиссии продолжать разработку необходимых для этого инструментов. Что касается финансирования Украины, то оно будет осуществляться из бюджета ЕС в…
Макрон заявил, что Европе пора возобновить диалог с Россией
Президент Франции Эмманюэль Макрон по итогам саммита ЕС в Брюсселе заявил, что Европе пришло время возобновить диалог с Россией. "Я считаю, что разговор с [президентом РФ] Владимиром Путиным снова станет…
Как прибалты и скандинавы превратились в главный источник лжи о России
«Финляндия является соучастницей геноцида советского народа, поэтому заявлять, что Россия на всех на...
Геологические исследования в Монголии выявили 3000-летние кочевые курганы
Геологические исследования на месторождении Оют в Монголии выявили кочевые курганы возрастом 3000 ле...
- Тебе, наверное, больше сорока?
- С чего ты взял?
- Пишешь без ошибок. Чувствуется Советская школа.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".