Физики создали «отрицательную массу»

Физики Вашингтонского университета создали жидкость с негативной массой. Толкните ее, и, в отличие от всех физических объектов в мире, какие мы знаем, она не ускорится по направлению толчка. Она ускорится в обратную сторону. Это явление жидко создается в лабораторных условиях и может быть использовано для изучения некоторых более сложных концепций о космосе, говорит Майкл Форбс, доцент, физик и астроном Вашингтонского университета. Изыскание появилось в Physical Review Letters.
Гипотетически вещество может иметь отрицательную массу в том же резоне, в каком электрический заряд может быть будто негативным, настолько и позитивным. Люд жидко задумываются об этом, и наш повседневный мир демонстрирует всего позитивные аспекты Второго закона движения Исаака Ньютона, сообразно каком могущество, орудующая на тело, равновелика произведению массы тела на сообщаемое этой насильно ускорение, или F = ma.
Иными словами, если вы толкнете объект, он ускорится в течении вашего толчка. Масса ускорит его в течении силы.
«Мы обвыкли собственно к такому положению дел», говорит Форбс, предвосхищая сюрприз. «С негативной массой, если вы что-то толкнете, оно ускорится по направлению к вам».
Обстановка для негативной массы
Вкупе с коллегами он создал обстановка для негативной массы, остужая атомы рубидия до состояния утилитарны безотносительного нуля и образовывая тем самым конденсат Бозе — Эйнштейна. В этом состоянии, предсказанном Шатьендранатом Бозе и Альбертом Эйнштейном, частицы передвигаются очень медлительно и, вытекая принципам квантовой механики, ведут себя будто волны. Они также синхронизируются и передвигаются в унисон в облике сверхтекучей жидкости, какая течет без утраты энергии.

«Мы привыкли именно к такому положению дел», говорит Форбс, предвосхищая сюрприз. «С отрицательной массой, если вы что-то толкнете, оно ускорится по направлению к вам».
Наука: Физики создали «отрицательную массу»

Под руководством Питера Энгельса, профессора физики и астрономии Вашингтонского университета, ученые на шестом этаже Вебстер-Холла создали эти условия, используя лазеры для замедления частиц, сделав их более холодными и позволив горячим, высокоэнергетическим частицам ускользнуть подобно пару, еще больше охладив материал.

Лазеры захватили атомы, как если бы они находились в чаше размером менее ста микрон. На этом этапе сверхтекучий рубидий имел обычную массу. Разрыв чаши позволил рубидию вырваться, расширяясь по мере того, как рубидий в центре проталкивался наружу.

Чтобы создать отрицательную массу, ученые применили второй набор лазеров, которые толкали атомы назад и вперед, меняя их спин. Теперь, когда рубидий выбегает достаточно быстро, он ведет себя так, будто имеет негативную массу. «Толкните его, и он ускорится в обратном направлении», говорит Форбс. «Будто рубидий бьется о невидимую стену».

Устранение основных дефектов

Метод, который использовали ученые Вашингтонского университета, позволил избежать некоторые из основных дефектов, обнаруженных в предыдущих попытках понять отрицательную массу.

«Первое, что мы поняли, это что мы имеем тщательный контроль над природой этой отрицательной массы без каких-либо других осложнений», говорит Форбс. Их исследование разъясняет, уже с позиции отрицательной массы, подобное поведение в других системах. Повышенный контроль дает исследователям новый инструмент для разработки экспериментов по изучению подобной физики в астрофизике, на примере нейтронных звезд, и космологических явлений вроде черных дыр и темной энергии, где эксперименты попросту невозможны.
Читать дальше