У США створили самовідновлюване скло для смартфонів
27 Квітня , 2017
Вчені змоделювали 45-кубітну квантову обчислювальну систему за допомогою одного з найпотужніших суперкомп’ютерів
27 Квітня , 2017

Фізикам вдалося вперше отримати матерію з “негативною масою”

Фізики з Вашингтонського університету (University of Washington) вперше в історії науки відтворили умови, при якому матерія, певний вид рідини, демонструє властивості “негативної маси”. Поведінка цієї рідини повністю відповідає поняттю негативної маси, при додаванні до неї вектора сили, що діє в певному напрямку, ця рідина починає рухатись з прискоренням в протилежному напрямку. Такий ефект важко отримати навіть в лабораторних умовах, але його можна використовувати для вивчення і пояснення деяких раніше незмозумілих астрофізичних явищ” – пояснює Майкл Форбс (Michael Forbes), професор фізики і астрономії з Вашингтонського університету.
З гіпотетичної точки зору, матерія може мати від’ємну масу так само, як електричні заряди мають позитивну або негативну полярність. Люди дуже рідко замислюються про даний аспект, адже в навколишньому світі є лише “позитивна” сторона маси. Згідно другого закону Ньютона, якщо ви докладете до будь-якого об’єкту постійну силу, він почне рухатись з постійним прискоренням в напрямку дії цієї сили.
“На основі Другого закону Ньютона діє майже все, що ми бачимо навколо себе” – розповідає Майкл Форбс, – “Однак, матерія з негативною масою реагує на прикладену до неї силу абсолютно протилежним чином, вона починає рухатись в сторону прикладеної до неї сили”.
В якості рідини з негативною масою виступав так званий конденсат Бозе-Ейнштейна, хмара з атомів рубідію, охолоджених практично до температури абсолютного нуля. В таких умовах тепловий рух частинок практично зупиняється і, завдяки висуванню на перший план законів квантової механіки, хмара атомів набуває хвильову функцію і веде себе як один великий цілісний атом. Крім цього, конденсат Бозе-Ейнштейна за рахунок синхронного руху атомів має властивості суперрідини, надтекучої рідини, коефіцієнт в’язкості якої дорівнює нулю.
Отрицательная масса
За допомогою світла лазерів з певними параметрами вчені досягли, практично повної зупинки атомів рубідію, а “гарячі” атоми, які не вдалося сповільнити, були вигнані з  пастки за допомогою того ж лазерного світла. Пастка, в яку був “загнаний” конденсат Бозе-Ейнштейна, мала сферичну форму і розмір всього в 100 мікрон. У цей момент у конденсату ще була звичайна “позитивна” маса, але навмисне порушення цілісності пастки призвело до порушення ідеальної сферичної форми конденсату і атоми рубідію кинулися назовні пастки.
І в цей момент почалося все найцікавіше. Вчені використовували набір додаткових лазерів, які змінили напрямок обертання атомів рубідію. І після такої “обробки” суперрідина конденсату отримала властивості негативної маси. “Як тільки атоми доходять до межі переходу маси з позитивної на негативну область, вони різко прискорюються в зворотному напрямку”, – розповідає Майкл Форбс, – “Це схоже на те, що атоми рубідію немов відбиваються від невидимої стіни”.
Вищеописана методика отримання матерії з “негативною” масою дозволила вченим уникнути деяких проблем і неприємностей, з якими стикалися вчені під час попередніх подібних спроб. “Завдяки повному і точному контролю всіх параметрів експерименту, нам вдалося відтворити умови, при яких в експериментальній області виникає чітка межа “зміни полярності” маси матерії” – розповідає Майкл Форбс, – “Щось подібне може відбуватися і в надрах екзотичних астрономічних об’єктів, таких, як нейтронні зірки, чорні діри і щільні скупчення темної матерії. Тепер ми маємо можливість експериментувати і моделювати в лабораторних умовах фундаментальні явища, які відбуваються лише в дуже специфічному навколишньому середовищі вищевказаних космічних об’єктів”.

Author: LEU

Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

LEU
LEU
Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: