22 квіт. 2017 р.

Фізики вперше отримали матерію з "негативною масою"

Американські фізики отримали рідину з "негативною масою": коли цій речовині надають прискорення, вона рухається в зворотному напрямку.
У звичному нам світі, коли на об'єкт впливає будь-яка сила, він починає рухатися в напрямку цієї сили. Це явище описує другий закон Ньютона.
Але теоретично матерія може мати негативну масу - в тому ж сенсі, в якому електричний заряд може бути позитивним або негативним. Фізики називають це явище "екзотичної матерією".
Професор Пітер Енгельс з Університету штату Вашингтон і його колеги зуміли охолодити атоми рубідію майже до температури абсолютного нуля (-273 градуси Цельсія), створивши так званий конденсат Бозе-Ейнштейна.
У такому сильно охолодженому стані досить багато атомів опиняються у своїх мінімально можливих квантових станах, і квантові ефекти починають проявлятися на макроскопічному рівні. Атоми рухаються надзвичайно повільно і поводяться, як хвилі.
Вони також рухаються синхронно, утворюючи так звану суперрідину, яка тече, не втрачаючи при цьому енергії.
Атоми рубідію охолодили лазером і утримували зразок доти, доки частки з високою енергією не перемістилися за межі лазерної пастки.
На цьому етапі атоми ще поводилися як частки з нормальною, позитивною масою: якби сила, що утримувала атоми разом, припинила діяти, крайні атоми розсипались би навсібіч під тиском центральних.
Щоби змусити атоми рубідію поводитися як речовина з негативною масою, на них спрямували інший набір лазерів, за допомогою яких можна було змінити спін деяких атомів.
Порівнявши розрахункові дані з експериментальними, фізики прийшли висновку, що принаймні деякі з атомів в лазерній пастці почали прискорюватися в напрямку, протилежному прикладенню сили атомів, які були в центрі пастки - щоправда, це відбувалося тільки дуже недовго, після чого атоми швидко поверталися до поведінки, характерної для частинок із позитивною масою.
"Якщо ви штовхаєте речовину з негативною масою, вона отримує прискорення в зворотному напрямку, - пояснює один з дослідників професор Майкл Форбс. - Атоми рубідію ніби зіткнулися з невидимою стіною".
Результати цього експерименту можуть прояснити природу деяких видимих астрономічних об'єктів і явищ - наприклад, нейтронних зірок, чорних дір і темної матерії.
Попередня новина
Наступна новина