Nowa cząstka semi-Dirac: bezmasowa w jednym kierunku, z masą w innym.

WarsawNaukowcy odkryli nowy rodzaj cząstki nazwanej fermionem semi-Diraca. Ta cząstka wydaje się nie mieć masy, gdy porusza się w jednym kierunku, ale w innym kierunku zachowuje się tak, jakby miała masę. Została odkryta w krysztale z półmetalu, znanego jako ZrSiS. To odkrycie może pomóc w udoskonalaniu technologii takich jak baterie i czujniki.

Pół-Dirakowskie fermiony zostały przewidziane już ponad dekadę temu. Naukowcy przypuszczali, że będą charakteryzować się unikalnymi masami kierunkowymi. Dzięki technice zwanej spektroskopią magneto-optyczną udało im się je zaobserwować. Proces ten polega na naświetlaniu materiału światłem podczerwonym w obecności silnego pola magnetycznego i analizie odbitego światła.

Odkrycie fermionów pół-Diraca w ZrSiS:

• Bezmaseowe podczas ruchu w linii prostej.
• Nabywają masę przy ruchu pod kątem prostym.
• Użyta metoda: spektroskopia magneto-optyczna.
• Badania przeprowadzono w Narodowym Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych.

Zobacz również:

3 lutego 2025 · 01:32

Ołów w starożytnej Grecji jako świadek zmian społecznych i rozwoju technologii

ZrSiS to materiał warstwowy podobny do grafitu. Taka struktura może pozwolić na jego podział na pojedyncze warstwy. Jeśli uda się je skutecznie oddzielić, właściwości pół-fermionów Diraca mogą zostać wykorzystane z precyzją zbliżoną do grafenu.

Fermiony Semi-Diraca działają podobnie do podstawowej mechaniki kwantowej, pokazując związek między energią a masą według szczególnej teorii względności Einsteina. Gdy te cząstki znajdują się w silnych polach magnetycznych, ich energia może przyjmować określone poziomy zwane poziomami Landaua. Jednak w tym badaniu ich zachowanie odbiegało od oczekiwań, wykazując wzorzec określany jako „prawo potęgowe B^(2/3)”.

Odkrycie to ujawnia nowy rodzaj cząstki i sugeruje, że wciąż istnieje wiele nieznanych szczegółów. Zastosowanie i kontrola fermionów typu semi-Dirac mogą mieć istotne zastosowania, zwłaszcza w naukach o materiałach. Chociaż to odkrycie jest ważne, pozostaje wiele niewyjaśnionych kwestii dotyczących tych cząstek, które wymagają dalszych badań i analizy.