Физики впервые обнаружили странные частицы: имеют массу только при движении в одном направлении

16 лет назад физики впервые предположили, что существуют частицы под названием полудираковский фермион. Это частицы, которые имеют массу только при движении в одном направлении, но не имеют массы при движении в другом направлении. Теперь физики впервые обнаружили эти необычные частицы в полуметалле. Исследование опубликовано в журнале Physical Review X, пишет Popular Mechanics.

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

Все известные элементарные частицы разделяют на бозоны и фермионы. Фермионами являются кварки, протоны, электроны, нейтроны, мюоны и нейтрино, а также некоторые другие субатомные частицы. Дираковский фермион – это фермион, который не является собственной античастицей и впервые его описал британский физик Поль Дирак. 16 лет назад физики предложили теорию о том, что существует такая частица, как полудираковский фермион.

Все эти годы физики пытались обнаружить эти странные частицы и наконец-то им это удалось. Ученые обнаружили полудираковские фермионы в полуметалле, который демонстрирует квантовое поведение в экстремальных условиях.

При охлаждении до почти абсолютного нуля (минус 273,15 градуса Цельсия) частицы начинают вести себя странно и начинают демонстрировать квантовые эффекты. У некоторых частиц может возникнуть сверхпроводимость, когда электрический ток теоретически может существовать вечно из-за отсутствия сопротивления. Но у других частиц, таких как полудираковские фермионы меняется масса в зависимости от направления магнитных полей, как выяснили физики.

Впервые эти странные частицы авторы нового исследования обнаружили в полуметалле. Это значит, что материал проводит электричество как металл, за исключением экстремальных условий. Когда полуметалл охладили почти до абсолютного нуля, то физики обнаружили, что частицы в нем не перемещаются вперед обычным образом, а вместо этого двигаются по кругу. В данном случае материал демонстрировал квантовые эффекты, которые заставляли частицы действовать как волна.

Чтобы убедится в том, что они наблюдают теоретический полудираковский фермион, физики направили на полуметалл инфракрасное излучение и подвергли влиянию разных магнитных полей. В результате ученые убедились в том, что это та самая теоретическая частица и она показывает очень странное поведение.

Выяснилось, что полудираковские фермионы не имеют массы, когда на них влияют магнитные поля, при движении в одном направлении, но затем частицы приобретают массу, когда это направление меняется. Другими словами, частицы движутся так, как будто у них нет массы, но в других случаях движутся как очень массивная частица.

Полудираковские фермионы интересны физикам еще и тем, что они существуют в промежуточном состоянии между обычными электронами в металлах и безмассовыми нейтрино, которые перемещаются по всему космосу. Дальнейшее изучение этих частиц может помочь раскрыть новые явления как в классической, так и в квантовой физике.

Как уже писал Фокус, Китай показал конкурента Starship от SpaceX. В Китае создают свою версию известной мегаракеты Starship, созданной компанией Илона Маска SpaceX, которая имеет много похожих характеристик.

Также Фокус писал о том, что с помощью детекторов темной материи физики впервые обнаружили облака неуловимых частиц под названием нейтрино. С одной стороны, это важное открытие, но с другой – это проблема для поиска неуловимой формы материи.