Les scientifiques décrivent une nouvelle particule qui défie les lois de la physique

Comme vous le savez, avant de déclencher le Grand collisionneur de hadrons et d’annoncer la découverte de nouvelles particules susceptibles de modifier la physique telle que nous la connaissons, les scientifiques doivent d’abord décrire leurs théories avant de pouvoir les tester. Car, selon Fiona MacDonald de Science Alert, un groupe de chercheurs vient de décrire une particule sans précédent et, étonnamment, elle semble défier les lois qui régissent l'univers.

Selon Fiona, la nouvelle particule s'appelle Fermion Type II de Weyl et est une sorte de «cousin» de Fermion de Weyl - décrit il y a 85 ans, mais son existence n'a été confirmée que cette année. Comme il l'a expliqué, la nouvelle a été décrite après qu'une équipe internationale de chercheurs de l'Université de Princeton ait découvert qu'un cristal métallique qu'ils étudiaient, un matériau appelé dithellide de tungstène, se comportait étrangement.

Comportement inattendu

Selon les scientifiques, lorsque les métaux sont soumis à un champ magnétique, la plupart d'entre eux se comportent comme un isolant électrique. D'autre part, lorsque les cristaux métalliques contenant des Fermions de Weyl sont soumis au même type de force, ils deviennent des conducteurs incroyablement efficaces. Cependant, lorsque les chercheurs ont soumis le dithélide de tungstène au champ magnétique, il s'est produit quelque chose d'inattendu.

Ils ont noté que, en fonction de la direction du champ magnétique appliqué au matériau, le dithellide de tungstène pouvait devenir un isolant ou un conducteur - et lorsque les scientifiques sont allés évaluer les causes de ce comportement étrange, ils ont conclu que c’était l’influence du tungstène. une nouvelle particule. Et c'est ainsi que le type Fermion de Weyl de type II est entré en jeu.

Weyl Fermion

Comme mentionné précédemment, le Fermion de Weyl a été décrit dans les années 1930 - par le physicien Hermann Weyl dans sa théorie quantique des champs quantique. Cependant, le scientifique n'a jamais prédit l'existence du type II, car cette particule viole la symétrie de Lorentz, ce qui impose aux lois de la physique d'être les mêmes pour les observateurs constamment en mouvement et que la vitesse de la lumière est invariable pour tout observateur.

Selon l'équipe du portail Daily Galaxy, pour la théorie des champs quantiques, l'univers est soumis à la symétrie de Lorentz, caractéristique des particules de haute énergie. Le ditelurure de tungstène, le cristal métallique qui semble contenir la particule décrite, est ce que les physiciens appellent un solide de matière condensée. Nous en reparlerons ensuite.

Il s’avère que la symétrie de Lorentz ne s’applique pas à des matériaux tels que le dithellide de tungstène, car la vitesse normale des électrons composant ce matériau est faible par rapport à la vitesse de la lumière. Par conséquent, la matière condensée est caractérisée par des particules de basse énergie. Revenons maintenant au dithellide de tungstène…

Univers matériel

Selon les scientifiques, les particules de l'univers sont décrites par la théorie relativiste du champ quantique, qui associe la mécanique quantique et la théorie de la relativité d'Einstein. Dans cette théorie, les solides sont composés d'atomes constitués d'un noyau entouré d'électrons, mais en raison de l'énorme quantité d'électrons en interaction, la mécanique quantique ne peut à elle seule expliquer le mouvement de beaucoup d'entre eux dans ces matériaux.

Ainsi, notre compréhension actuelle des matériaux repose sur l'idée que les électrons contenus dans les solides peuvent être décrits comme des particules spéciales qui n'interagissent pas les unes avec les autres mais se déplacent dans un champ créé par des particules chargées - des ions et des particules. électrons - qui sont classés en tant que quasiparticules appelées électrons de Bloch.

Cela signifie que, tout comme les électrons sont considérés comme des particules élémentaires dans l'univers, les électrons de Bloch peuvent être considérés comme des particules élémentaires d'un solide.

Ainsi, ce solide - en l’occurrence le dithellide de tungstène - se transforme en un "univers" miniature composé de ses propres particules élémentaires. Cela le rend particulièrement intéressant pour les physiciens, car ils peuvent utiliser ce matériau dans diverses expériences pour découvrir de nouvelles particules.

Particule incroyable

Selon les scientifiques, si la découverte du Fermion de type II de Weyl est confirmée, les implications pour la technologie seront énormes. Comme ils l'ont dit, cette particule peut conduire les courants extrêmement rapidement, ce qui signifie que nous pourrions développer une électronique beaucoup plus efficace à l'avenir. De plus, Weyl Fermion Type-II peut également être facilement converti en isolant.

Mais plus important que ses applications pratiques potentielles, la découverte possible d’une nouvelle particule dans un matériau qui simule un univers miniature nourrit également l’espoir des chercheurs. Après tout, étant donné la variété infinie de matériaux qui existent dans le cosmos, qui garantit qu’il n’y aura pas beaucoup d’autres particules inconnues qui n’ont pas encore été décrites?

Avez-vous déjà entendu parler de Fermion de Weyl? Commentaire sur le Mega Curious Forum