Физики создали вещество с отрицательной массой

Получено вещество, которое ведет себя так, словно его масса отрицательна. Если приложить к нему силу, то оно начнет двигаться не в направлении действия силы, а в обратном. Ученые говорят, что масса, как и электрический заряд, тоже может быть отрицательной.

Феномен отрицательной массы возможно продемонстрировать исключительно в лабораторных условиях. Ученые охладили атомы рубидия практически до абсолютного нуля. Это позволило создать так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна. В этом состоянии, по теоретическим выкладкам Альберта Эйнштейна и индийского физика Шатьендраната Бозе (в его честь названа элементарная частица бозон), частицы вещества начинают двигаться настолько медленно, что, согласно принципам квантовой механики, их поведение больше похоже на поведение волн. При этом частицы синхронизируются и движутся в унисон. Из-за этого не происходит потерь энергии. Такую жидкость называют сверхтекучей. Она и демонстрирует феномен отрицательной массы.

Ученым впервые удалось получить такой материал. Нужные условия были созданы с помощью лазеров. Ими ученые замедляли частицы, делая их более холодными. Частицы с высокой энергией покидали вещество, как пар, что также охлаждало систему. На этом этапе вещество все еще имело положительную массу. Чтобы это исправить, физики использовали другой набор лазеров. Эти лазеры «пинали» атомы, меняя их спин. И после таких «пинков», атомы рубидия начинали вести себя как вещество с отрицательной массой — они летели не в сторону, куда был направлен вектор «пинка», а в противоположную.

Такое поведение материи совсем не совпадает с традиционным представлением о движении частиц. Фундаментальный закон динамики, известный как Второй закон Ньютона (F=ma, сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение, при этом вектор направления силы должен совпадать с вектором ускорения тела), перестает работать.

Ранее также были попытки получить эффект отрицательной массы, но над ним не было такого контроля, как в этом эксперименте. Сейчас удалось зафиксировать отрицательную массу без всяких осложнений и неопределенностей. Физики говорят, что этот успех позволит изучать более сложные концепции отрицательной массы в космологии.

hightech