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.
В Средиземном море зафиксирован рекордный сигнал, связанный с черными дырами
Нейтрино часто называют «призрачными частицами», и это неспроста. Буквально триллионы из них проходят сквозь каждого из нас прямо сейчас. Время от времени они сталкиваются с материей, вызывая вспышки света или…
Доисторическое поселение в Турции переписывает историю оседлого образа жизни
Открытие археологического памятника Шика Рика 5 в провинции Мардин предоставляет первые убедительные доказательства существования человеческих поселений эпипалеолитического периода за пределами долины Тигра, опровергая теории о происхождении оседлого образа жизни. Группа…
Найдена утраченная страница рукописи Архимеда с наложенным поверх изображением
Исследователь CNRS Виктор Гисемберг обнаружил в Музее изящных искусств Блуа лист, считавшийся утраченным из знаменитой рукописи, содержащей труды сиракузского математика Архимеда. Страница, соответствующая трактату «О сфере и цилиндре», была удалена…
МО: за ночь над регионами России сбили 176 украинских БПЛА
Силы ПВО за ночь сбили 176 украинских БПЛА над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. Губернатор Севастополя Михаил Развожаев сообщил, что атака на город в ночь на 13 марта была…
Хинштейн: за сутки ВСУ обстреляли из артиллерии районы Курской области 96 раз
Вооруженные силы Украины атаковали с помощью 62 беспилотников различного типа территорию Курской области за прошедшие сутки, 96 раз применили артиллерию по отселенным районам. Об этом сообщил губернатор региона Александр Хинштейн.…
Хинштейн: аналогов операции «Поток» по освобождению Суджи нет
Губернатор Курской области Александр Хинштейн поздравил жителей с годовщиной освобождения приграничного города Суджа, который был оккупирован ВСУ в августе 2024 года. Он отметил, что аналогов операции "Поток", участники которой преодолели…
Европе понадобилась рабочая «Дружба» между Украиной и Венгрией
Конфликт Украины и Венгрии вокруг нефтепровода «Дружба» получил неожиданное развитие: после отказа К...
Мудрость выступает в роли морального компаса для творческого мышления
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Intelligence, показало, что мудрость играет ключевую...
Когда вам покажется, что вы не справитесь, вспомните, что вы из поколения, которое писало сочинения на три страницы. Из головы! Ручкой на большой перемене!
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)".