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.
Стало понятно, почему кошки порой отказываются от корма
Группой исследователей из Университета Ивате в Японии проведён эксперимент, целью которого было выяснить, почему кошки отказывались от привычной для них пищу, даже если были голодны. Результатами эксперты поделились с изданием…
Редкая германская золотая брошь найдена в Дании спустя 1500 лет под землей
Обнаруженная в Дании золотая брошь возрастом 1500 лет превратила обычный сигнал металлоискателя в редкую возможность увидеть украшение элиты позднего германского железного века. Небольшой предмет, размером чуть более четырех сантиметров, был…
Скорпионы используют металлы для усиления жала и клешней
Арсенал скорпиона выглядит достаточно простым: пара хватательных клешней и ядовитое жало, изогнутое над головой. Но под поверхностью это оружие усилено металлами, каждый из которых имеет свой уникальный химический состав, сообщают…
МО: за ночь над регионами России сбили 334 украинских БПЛА
Силы ПВО за ночь сбили над регионами РФ 334 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. Дроны уничтожили над Курской, Воронежской, Белгородской, Брянской, Калужской, Тверской, Тульской, Нижегородской, Новгородской, Рязанской,…
Гладков: за сутки в Белгородской области из-за атак ВСУ повреждены 17 домов
Атаками Вооруженных сил Украины за прошедшие сутки в Белгородской области повреждены 17 частных домов, два дома уничтожены огнем. Об этом сообщил глава региона Вячеслав Гладков в "Максе". "В Белгородском округе…
Хинштейн: ВСУ за сутки 88 раз обстреляли из артиллерии Курскую область, также сбито 130 БПЛА
Силы ПВО за прошедшие сутки сбили 130 украинских БПЛА над территорией Курской области, также ВСУ 88 раз применили артиллерию по отселенным пунктам региона. Об этом сообщил губернатор Александр Хинштейн в…
США пока поставили многоточие в конфликте с Ираном
Конфликт США и Ирана разменял 60 дней. Спустя два месяца Дональд Трамп обратился к Конгрессу с поясн...
Ученые предложили новую причину гибели неандертальцев 40 000 лет назад
Что же погубило неандертальцев? Было выдвинуто множество теорий, от изменения климата и болезней до ...
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)".