Фізики вперше виявили дивні частинки: мають масу тільки під час руху в одному напрямку

16 років тому фізики вперше припустили, що існують частинки під назвою напівдираківський ферміон. Це частинки, які мають масу тільки під час руху в одному напрямку, але не мають маси під час руху в іншому напрямку. Тепер фізики вперше виявили ці незвичайні частинки в напівметалі. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review X, пише Popular Mechanics.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Усі відомі елементарні частинки поділяють на бозони та ферміони. Ферміонами є кварки, протони, електрони, нейтрони, мюони та нейтрино, а також деякі інші субатомні частинки. Діраківський ферміон — це ферміон, який не є власною античастинкою і вперше його описав британський фізик Поль Дірак. 16 років тому фізики запропонували теорію про те, що існує така частинка, як напівдіраківський ферміон.

Усі ці роки фізики намагалися виявити ці дивні частинки і нарешті їм це вдалося. Науковці виявили напівдираківські ферміони в напівметалі, який демонструє квантову поведінку в екстремальних умовах.

При охолодженні до майже абсолютного нуля (мінус 273,15 градуса Цельсія) частинки починають поводитися дивно і починають демонструвати квантові ефекти. У деяких частинок може виникнути надпровідність, коли електричний струм теоретично може існувати вічно через відсутність опору. Але в інших частинок, таких як напівдираківські ферміони, змінюється маса залежно від напрямку магнітних полів, як з'ясували фізики.

Уперше ці дивні частинки автори нового дослідження виявили в напівметалі. Це означає, що матеріал проводить електрику як метал, за винятком екстремальних умов. Коли напівметал охолодили майже до абсолютного нуля, то фізики виявили, що частинки в ньому не переміщаються вперед у звичайний спосіб, а замість цього рухаються по колу. У цьому випадку матеріал демонстрував квантові ефекти, які змушували частинки діяти як хвиля.

Щоб переконатися в тому, що вони спостерігають теоретичний напівдираківський ферміон, фізики спрямували на напівметал інфрачервоне випромінювання і піддали впливу різних магнітних полів. У результаті вчені переконалися в тому, що це та сама теоретична частинка і вона показує дуже дивну поведінку.

З'ясувалося, що напівдираківські ферміони не мають маси, коли на них впливають магнітні поля, під час руху в одному напрямку, але потім частинки набувають маси, коли цей напрямок змінюється. Іншими словами, частинки рухаються так, наче в них немає маси, але в інших випадках рухаються як дуже масивна частинка.

Напівдираківські ферміони цікаві фізикам ще й тим, що вони існують у проміжному стані між звичайними електронами в металах і безмасовими нейтрино, що переміщуються по всьому космосу. Подальше вивчення цих частинок може допомогти розкрити нові явища як у класичній, так і в квантовій фізиці.

Як уже писав Фокус, Китай показав конкурента Starship від SpaceX. У Китаї створюють свою версію відомої мегаракети Starship, створеної компанією Ілона Маска SpaceX, яка має багато схожих характеристик.

Також Фокус писав про те, що за допомогою детекторів темної матерії фізики вперше виявили хмари невловимих частинок під назвою нейтрино. З одного боку, це важливе відкриття, але з іншого — це проблема для пошуку невловимої форми матерії.