研究所

5000 自然科学、数学

一方向に移動するときだけ質量を持つ粒子を発見！ 2024.12.14

ナゾロジー
    物理学
    準粒子
    物理学
    絶対零度
一方向に移動するときだけ質量を持つ粒子を発見！
2024.12.14 00:00:00 Saturday
その方向に何があるのでしょうか？
アメリカのコロンビア大学（CU）などの研究チームが、実験の末に「一方向に移動しているときだけ有効質量を持つ」という、これまでにない奇妙な粒子を発見しました。
研究者たちは「たとえば北へまっすぐ進んでいる間は“質量ゼロ”なのに、東や西へ90度曲がった途端に“質量”が発生するような状態」と、その異様さを表現しています。
この不思議な性質は、16年前に理論的に予測されていた「セミディラックフェルミオン」と呼ばれる準粒子と一致するもので、今回はそれが初めて実際の固体材料で確認されたのです。
セミディラックフェルミオンは、私たちになじみ深い電子と、有効質量ゼロのディラック電子（理研でも観測例がある）を“掛け合わせた”ような存在といえます。
研究者らは、この特性を解き明かすことで、物理学の新次元へと踏み出すとともに、バッテリーやセンサーなど、既存の技術概念を覆すような新しい応用への道が開けると期待しています。
とはいえ、「進行方向で有効質量が出たり消えたりする」という話は、直観的には受け入れ難いもの。いったいどんな手品で、この不可思議な観測結果が得られたのでしょうか？
本研究の詳細は、2024年12月5日付の『Physical Review X』に掲載されています。
Particle that only has mass when moving in one direction observed for first time
https://www.psu.edu/news/research/story/particle-only-has-mass-when-moving-one-direction-observed-first-time
Semi-Dirac Fermions in a Topological Metal
https://doi.org/10.1103/PhysRevX.14.041057?_gl=1*1dwb3ya*_gcl_au*MTQ1MjgyNDczMS4xNzMyNjY0MTEx*_ga*NDc0MDg5NTkwLjE3MjAzOTI3NTM.*_ga_ZS5V2B2DR1*MTczNDA3ODk1NC40NC4wLjE3MzQwNzg5NTQuNjAuMC43MTEwMTc5NTg.
    川勝康弘Yasuhiro Kawakatsu
    ナゾロジー副編集長。 大学で研究生活を送ること10年と少し。 小説家としての活動履歴あり。 専門は生物学ですが、量子力学・社会学・医学・薬学なども担当します。 日々の記事作成は可能な限り、一次資料たる論文を元にするよう心がけています。 夢は最新科学をまとめて小学生用に本にすること。   
    ナゾロジー 編集部Nazology Editor
youtubeチャンネルナゾロジー
ジャンクフードに依存してしまう理由を解明！脳が神経回路を変化させる
【人類VSウイルス】人類を苦しめてきた最悪のウイルス7選
冷水よりお湯の方が早く凍る「ムペンバ効果」はなぜ起きるのか？ #shorts
驚異の低温実験！絶対零度に近づくと物質はどうなる？
youtubeリンクアイコン動画一覧
目次
    一方向に向かう時だけ質量が消える粒子
    質量が消える仕組み



※素粒子は北を目指す！