Физики поймали частицу-демона, которую искали 67 лет. Она безмассовая и нейтральная
Учёные из Иллинойского университета Урбана-Шампейн (США) сообщили, что им удалось обнаружить безмассовую нейтральную частицу, которую ранее окрестили «демоном». Впервые частицу описали 67 лет назад, но до сих пор ни один из проведённых экспериментов не позволял обнаруживать её.
В 1956 году физик-теоретик Дэвид Пайнс выдвинул предположение о том, что электроны в структуре твёрдого тела могут вести себя очень странно. Вопреки существующим законам физики, которые говорят о том, что электроны имеют массу и заряд, Пайнс утверждал, они могут объединяться, образуя составные частицы без массы, не взаимодействующие со светом. Такая частица и была названа «демоном».
Чтобы подтвердить теорию Дэвида Пайнса американские учёные использовали экспериментальный метод, который непосредственно возбуждает электронные режимы материала. Так они смогли увидеть сигнатуру частицы в металлическом стронции.
В эксперименте задействовали рутенат стронция (Sr2RuO4). Главная причина — понять почему металл, который по своим свойствам напоминает сверхпроводники, таковым не является. Это же явление наблюдается и в других системах.
Синтезированные высококачественные образцы металла подвергли исследованию с помощью нестандартной стереоскопии. Метод использует энергию электронов, проникающих в материал, для непосредственного наблюдения его свойств, в том числе формирующихся плазмонов. Во время анализа полученных данных учёные увидели то, чего увидеть совсем не ожидали — электронный режим, не имеющий массы.
Аспирант Али Хусайн, один из авторов научной работы, рассказал, что изначально никто не ожидал увидеть там «демона» Пайнса. Однако по мере отсечения всех вариантов становилось понятно, они действительно обнаружили его.
«Предсказание Пайнса о демонах требует довольно специфических условий. Никто никогда и знать не могу, должен бы быть у рутенат стронция этот демон. Чтобы расставить точки над i, пришлось провести микроскопический расчёт, результат которого позволил обнаружить частицу, состоящую из двух электронных полос, колеблющихся вне фазы с почти одинаковой величиной, как и описывал Пайнс», — сообщил Хусайн.
Руководитель группы исследователей Питер Аббамонте заявил, что данное исследование показывает, насколько важны в науке простые измерения и вычисления.
«Вы просто отправляетесь в новое место и смотрите, что там происходит», — рассказал Аббамонте.
