Επιστήμονες δημιούργησαν αρνητική μάζα στο εργαστήριο

Φυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον δημιούργησαν ένα υγρό με αρνητική μάζα.
Τι σημαίνει αρνητική μάζα; Είναι η μάζα στην οποία αν ασκήσουμε μια δύναμη, τότε αυτή επιταχύνεται αντίθετα με προς την κατεύθυνση της δύναμης!

Στο physicsgg.me, διαβάζουμε:

Σύμφωνα με τον Michael Forbes, ενός από τους συγγραφείς της εργασίας που δημοσιεύεται στο περιοδικό Physical Review Letters, το φαινόμενο αυτό σπάνια δημιουργείται σε εργαστηριακές συνθήκες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την μελέτη μιας από τις πιο προκλητικές έννοιες της φυσικής.

Υποθετικά, η ύλη θα μπορούσε να έχει αρνητική μάζα, με την ίδια έννοια που το ηλεκτρικό φορτίο εμφανίζεται ή ως θετικό είτε ως αρνητικό. Έτσι λοιπόν όταν στην συνηθισμένη μάζα (ας την ονομάσουμε θετική) ασκούμε μια δύναμη F, τότε αυτή αποκτά επιτάχυνση α=F/m προς την κατεύθυνση της δύναμης. Αν υπήρχε αρνητική μάζα, τότε να της ασκούσαμε δύναμη F τότε θα αποκτούσε επιτάχυνση αντίθετα προς την κατεύθυνση της δύναμης.

Ο Peter Engels, και οι συνεργάτες του δημιούργησαν τις συνθήκες για αρνητική μάζα ψύχοντας άτομα ρουβιδίου σχεδόν μέχρι το απόλυτο μηδέν, φθάνοντας στην κατάσταση που ονομάζεται συμπύκνωμα Bose-Einstein. Σε αυτή την κατάσταση που προβλέφθηκε θεωρητικά από τους Satyendra Nath Bose και Albert Einstein, τα άτομα κινούνται εξαιρετικά αργά και ακολουθώντας τις αρχές της κβαντικής φυσικής, εμφανίζουν εξωτικές μακροσκοπικές ιδιότητες, μπορούν π.χ. να κινηθούν σαν υπερρευστά, να ρέουν δηλαδή χωρίς να χάνουν ενέργεια.

Χρησιμοποιώντας λέιζερ για την επιβράδυνση των ατόμων ρουβιδίου, μειώνεται περαιτέρω η θερμοκρασία τους, και επιτρέποντας επίσης τα σωματίδια με υψηλές ενέργειες να διαφύγουν, το υλικό ψύχεται ακόμα περισσότερο. Τα λέιζερ παγιδεύουν τα άτομα σε ένα κοίλωμα με εύρος μικρότερο από 100 μm και σ’ αυτό το στάδιο το υπερρευστό ρουβίδιο έχει κανονική μάζα. Σπάζοντας το κοίλωμα τα άτομα του ρουβιδίου μπορούν να διαφύγουν προς τα έξω. Για να δημιουργήσουν αρνητική μάζα, οι ερευνητές εφαρμόζουν μια δεύτερη ομάδα λέιζερ που σπρώχνουν τα άτομα πίσω και εμπρός και αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο περιστρέφονται. Τώρα όταν η ύλη ρουβιδίου εξέρχεται πολύ γρήγορα, συμπεριφέρεται σαν να είχε αρνητική μάζα. Όταν την σπρώχνεις προς τα μπρος αυτή επιταχύνεται προς τα πίσω, σαν να ανακλάται σε έναν αόρατο τοίχο. Η τεχνική που χρησιμοποίησαν οι φυσικοί του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον αποφεύγει κάποιες υποβόσκουσες ατέλειες που συναντώνται σε παλαιότερες προσπάθειες κατανόησης της αρνητικής μάζας.

Σύμφωνα με τον Forbes είναι η πρώτη φορά που επιτεύχθηκε εξαιρετικός έλεγχος σ’ αυτό το είδος της αρνητικής μάζας, χωρίς άλλες επιπλοκές, δημιουργώντας ;έτσι ένα κατάλληλο περιβάλλον για την μελέτη ενός θεμελιώδους φαινομένου το οποίο είναι πολύ παράξενο.

πηγές: news.wsu.edu – https://arxiv.org/pdf/1612.04055.pdf

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνσή σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *