Искали 16 лет: физики впервые обнаружили частицу, которая имеет массу только в одном случае

Как показало новое исследование, полудираковский фермион, квазичастица, ведущая себя как единое целое, все-таки существует. В 2008 году физики впервые предположили возможность ее существования и новый эксперимент доказал эту теорию. Оказалось, что эта квазичастица имеет массу, только, когда двигается в одном направлении и не имеет массы при движении в другом. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review X, пишет ScienceAlert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В то время как обычные квазичастицы имеют одну и ту же массу независимо от направления их движения, полудираковский фермион, как показало исследование, противоречит этим правилам. Впервые существование этой частицы физики предсказали в 2008 году и с тех пор пытались ее обнаружить и наконец-то им это удалось. Новое открытие имеет важное значение для квантовой физики, а также для индустрии создания некоторых электронных устройств.

Все элементарные частицы делят на два вида: фермионы и бозоны. К фермионам, например, относят кварки, электроны, протоны и нейтроны. Дираковские фермионы были обнаружены физиком Полем Дираком. Эти фермионы, как в форме обычной частицы, так и в форме квазичастицы, имеют свойства, которые проявляются в противоположных формах частиц и античастиц.

Странный полудираковский фермион физикам удалось обнаружить внутри полуметалла ZrSiS, который охладили до температуры минус 269 градусов Цельсия. При такой температуре частицы ведут себя необычным образом и проявляют квантовые эффекты. Проявлением таких эффектов для полудираковского фермиона является то, что эта квазичастица имеет массу только тогда, когда двигается в одном направлении и не имеет массы при движении в другом. Наличие массы проявляется в зависимости от направления линий магнитного поля, как выяснили физики.

Полуметаллами называют материалы, которые проводят электричество как металлы, но все меняется экстремальных условиях. При сильном охлаждении полуметалла частицы в нем начали двигаться необычным образом и материал демонстрировал квантовые эффекты, которые заставляли частицы действовать как волна.

Ученые направляли на полуметалл инфракрасное излучение и подвергли влиянию магнитного поля, которое в 900 000 раз сильнее магнитного поля Земли. В результате ученые выяснили, что странное поведение в полуметалле показывает как раз теоретический полудираковский фермион. Исследование показало, что эти квазичастицы сначала двигаются так, как будто у них нет массы, но затем, когда направление движения меняется, масса появляется. При этом в данном случае полудираковские фермионы представляют собой очень массивные частицы. Пока что данное явление ученые не могут полностью объяснить и намерены продолжить далее свои эксперименты.

Как уже писал Фокус, физики обнаружили новое явление, получившее название альтермагнетизм. Этот новый вид магнетизма можно использовать для создания более эффективных электронных устройств.

Также Фокус писал о том, что Международная космическая станция обнаружила нечто неизвестное в 90 км над Землей. Ученые обнаружили какие-то волны, которые прорываются через атмосферу нашей планеты.