Oamenii de știință descriu o particulă nouă care sfidează legile fizicii

După cum știți, înainte de a declanșa Colizorul de Hadroni mari și de a anunța descoperirea de noi particule care pot schimba fizica așa cum o știm, oamenii de știință trebuie să descrie mai întâi teoriile lor înainte de a le putea testa. Căci, potrivit Fiona MacDonald de la Science Alert, un grup de cercetători tocmai a descris o particulă fără precedent și, surprinzător, pare să sfideze legile care guvernează universul.

Potrivit Fiona, noua particulă se numește Weyl's Fermion Type-II și este un fel de „văr” al lui Weyl's Fermion - care a fost descris acum 85 de ani, dar doar existența sa a fost confirmată în acest an. După cum a explicat, știrea a fost descrisă după ce o echipă internațională de cercetători de la Universitatea Princeton a descoperit că un cristal metalic pe care îl studiau, un material numit dithellide de tungsten, s-a comportat ciudat.

Comportament neașteptat

Potrivit oamenilor de știință, atunci când metalele sunt supuse unui câmp magnetic, majoritatea se comportă ca un izolator electric. Pe de altă parte, atunci când cristalele metalice care conțin Weyl Fermions sunt expuse la același tip de forță, acestea devin conductoare incredibil de eficiente. Cu toate acestea, când cercetătorii au supus dithelidă de tungsten la câmpul magnetic, s-a întâmplat ceva neașteptat.

Ei au remarcat că, în funcție de direcția câmpului magnetic aplicat materialului, dithellida de tungsten ar putea deveni un izolator sau conductor - și când oamenii de știință au mers să evalueze ce se află în spatele acestui comportament ciudat, au ajuns la concluzia că aceasta era influența tungstenului. o particulă nouă. Și așa a intrat în joc Weyl's Type II Fermion.

Weyl Fermion

Așa cum am menționat anterior, Fermionul lui Weyl a fost descris în anii 1930 - de către fizicianul Hermann Weyl în teoria sa standardă de câmpuri cuantice. Cu toate acestea, savantul nu a prezis niciodată existența tipului II, deoarece această particulă încalcă simetria Lorentz, care dictează că legile fizicii sunt aceleași pentru observatorii care sunt în mișcare constantă și că viteza luminii este invariabilă pentru orice observator.

Potrivit personalului portalului The Daily Galaxy, pentru teoria cuantică a câmpurilor, universul este supus simetriei Lorentz, caracteristică particulelor cu energie mare. Ditelurida de tungsten, cristalul metalic care pare să conțină particulele descrise, este ceea ce fizicienii numesc un solid de materie condensată și vom vorbi mai mult despre asta în continuare.

Se pare că simetria Lorentz nu se aplică materialelor precum dithellida de tungsten, deoarece viteza normală a electronilor care alcătuiesc acest material este mică în comparație cu viteza luminii. Prin urmare, materia condensată este caracterizată de particule cu energie scăzută. Acum, înapoi la subiectul diteluridei de tungsten

Universul material

Potrivit oamenilor de știință, particulele din univers sunt descrise de teoria relativistă a câmpurilor cuantice - care unește mecanica cuantică și teoria relativității lui Einstein. În această teorie, solidele sunt compuse din atomi constituiți dintr-un nucleu înconjurat de electroni, dar, datorită cantității imense de electroni care interacționează, mecanica cuantică singură nu poate explica mișcarea multor dintre ei în aceste materiale.

Astfel, înțelegerea noastră actuală a materialelor se bazează pe ideea că electronii din solide pot fi descriși ca particule speciale care nu interacționează între ei, ci se mișcă într-un câmp creat de particule încărcate - ioni și particule. electroni - care sunt clasificați ca cvasiparticule numite electroni Bloch.

Aceasta înseamnă că la fel cum electronii sunt considerați ca particule elementare în univers, electronii lui Bloch pot fi considerați ca particule elementare ale unui solid.

Deci, acest solid - adică în acest caz, dithellida de wolfram - se transformă într-un "univers" în miniatură format din propriile particule elementare. Acest lucru îl face deosebit de interesant pentru fizicieni, deoarece pot folosi acest material în diferite experimente pentru a descoperi noi particule.

Particule uimitoare

Potrivit oamenilor de știință, dacă descoperirea Weyl Type-II Fermion este confirmată, implicațiile vor fi enorme pentru tehnologie. După cum au spus, această particulă poate conduce curenții extrem de rapid, ceea ce înseamnă că am putea dezvolta electronice mult mai eficiente în viitor. În plus, Weyl Fermion Type-II poate fi convertit cu ușurință în izolator.

Dar mai important decât potențialele sale aplicații practice, posibila descoperire a unei particule noi în material care simulează un univers în miniatură îi umple și pe cercetători de speranță. La urma urmei, având în vedere varietatea infinită de materiale care există în cosmos, cine garantează că nu există multe alte particule necunoscute care nu au fost încă descrise?

Ai auzit vreodată despre Fermionul lui Weyl? Comentați pe Mega Curious Forum