Физики увидели предсказанные в 1929 году безмассовые фермионы

Физики сообщили об экспериментальном открытии так называемых фермионов Германа Вейля. Их существование было теоретически предсказано немецким физиком в 1929 году, а квазичастицы ученые обнаружили в ходе экспериментов с кристаллами. Результаты своих исследований ученые опубликовали в журнале Science.

Вейлевские квазичастицы ученые обнаружили в экспериментах по прохождению света через одну из форм кристаллов арсенида тантала (соединения мышьяка и тантала). Ученые сумели выбрать из всего многообразия таких кристаллов (их оптические свойства зависят от частоты падающего излучения) соединения с необходимыми физическими свойствами.

Направляя на арсенид тантала электромагнитные пучки (рентгеновские и ультрафиолетовые), физики проанализировали прошедший сквозь него луч, физические свойства которого позволили авторам заключить, что внутри кристалла существуют возбуждения решетки, проявляющие себя как вейлевские квазичастицы. Такие образования перемещаются в кристаллах намного быстрее, чем обычные электроны, и почти не взаимодействуют друг с другом.

Перемещение таких квазичастиц в кристалле почти не сопровождается выделением тепла. Как отмечают ученые, их открытие может позволить создать трехмерные кристаллы, которые по своим свойствам будут похожи на графен, являющийся двумерной модификацией углерода. Материал с такими квазичастицами может найти применение в компьютерах будущего.

Частицы Вейля возникают как решения безмассового уравнения Дирака (которое, в свою очередь, описывает релятивистские массивные фермионы, в частности электроны и их античастицы — позитроны). Исходное уравнение при этом распадается на два, каждое из которых называется уравнением Вейля и описывает безмассовые фермионы с противоположными спиральностями.

До появления экспериментальных фактов о ненулевой массе нейтрино последние считались вейлевскими фермионами. В настоящее время они описываются как майорановские или дираковские фермионы.

Обсудить
Наука и техника

Разумная роскошь

Больше не нужно выбирать между красотой и функциональностью
Дайте грязи: конкуренты вседорожному хэтчу Kia Rio X-Line
Renault Sandero Stepway, Lada Vesta SW Cross и другие приподнятые бюджетники
Как через Instagram продают машины за миллионы
Соцсети, молодеющие покупатели и другие причуды современного рынка суперкаров
Семиместность не порок
Как из пятиместной Mazda CX-5 получился семиместный кроссовер CX-9
Тест: зачем машине эта штуковина?
Попробуйте угадать, зачем инженеры это придумали
Братва помнит
Чем украшают могилы криминальных авторитетов
Интим предлагать
Секс стал способом решения квартирного вопроса
«Я тупо решила, что теперь ем одну гречку»
Одинокая мать год сидела на крупе, чтобы накопить на квартиру
Раз, два, взяли!
Жилье в Крыму пока еще можно купить за копейки