Căutat de 16 ani: fizicienii au descoperit pentru prima dată o particulă care are masă într-un singur caz

Un fermion cvasi-Dirac, o cvasiparticulă care se comportă ca o singură particulă, există totuși, a arătat un nou studiu.

în 2008 fizicienii au emis mai întâi ipoteza existenței sale, iar un nou experiment a confirmat această teorie.

S-a dovedit că această cvasiparticulă are masă numai atunci când se mișcă într-o direcție și nu are masă când se deplasează în cealaltă direcție.

Rezultatele studiului au fost publicate în revista „Physical Review X”, potrivit ScienceAlert.

În timp ce cvasiparticulele convenționale au aceeași masă, indiferent de direcția lor de mișcare, se dovedește că fermionul semi-Dirac sfidează aceste reguli.

Fizicienii au prezis pentru prima dată existența acestei particule în 2008. și de atunci au încercat să o găsească și, în cele din urmă, au reușit.

Noua descoperire are implicații importante pentru fizica cuantică, precum și pentru industria pentru dezvoltarea unor dispozitive electronice.

Toate particulele elementare sunt împărțite în două tipuri: fermioni și bozoni. De exemplu, fermionii includ quarci, electroni, protoni și neutroni.

Fermionii de Dirac au fost descoperiți de fizicianul Paul Dirac. Acești fermioni, atât sub formă obișnuită de particule, cât și sub formă de cvasiparticule, prezintă proprietăți care se manifestă în forme opuse de particule și antiparticule.

Fizicienii au reușit să găsească un ciudat fermion semi-Dirac în interiorul semimetalului ZrSiS, care a fost răcit la minus 269 de grade Celsius.

La această temperatură, particulele se comportă în moduri neobișnuite și prezintă efecte cuantice.

Fermionul semi-fermion semi-dragon are astfel de efecte încât această cvasiparticulă are masă numai atunci când se mișcă într-o direcție și nu are masă când se mișcă în cealaltă direcție.

După cum au descoperit fizicienii, prezența masei se manifestă în funcție de direcția liniilor câmpului magnetic.

Semimetalele sunt materiale care conduc electricitatea precum metalele, dar în condiții extreme lucrurile se schimbă.

Când semimetalul a fost puternic răcit, particulele din el au început să se miște în moduri neobișnuite și au apărut efecte cuantice în material, determinând particulele să acționeze ca undele.

Cercetătorii au îndreptat radiația infraroșie către semimetal și l-au expus la un câmp magnetic de 900.000 de ori mai puternic decât câmpul magnetic al Pământului.

Drept urmare, cercetătorii au descoperit că doar jumătatea teoretică de fermion de Dirac prezintă un comportament ciudat în semimetal.

Studiul a arătat că aceste cvasiparticule se mișcă inițial ca și cum nu ar avea masă, dar mai târziu câștigă masă atunci când direcția de mișcare se schimbă.

În acest caz, fermionii semi-Dirac sunt particule foarte masive.

Deocamdată, oamenii de știință nu pot explica pe deplin acest fenomen și intenționează să continue experimentele.

Sursa: focus.ua