美国研究人员表示,他们已经创造出一种液体负质量在实验室里……这确实像听起来那样令人费解。
这意味着,与几乎所有其他已知的物理物体不同,当你推动这种流体时,它会向后加速而不是向前移动。这种奇怪的现象可以告诉科学家一些发生在体内的奇怪行为。和中子星。
但让我们退后一步,因为某物怎么可能有负质量呢?
假设而言,物质应该能够具有负质量,就像电荷可以是负的或正的一样。
理论上是可行的,但科学界仍然存在争议负质量物体可以真正存在,没有违反物理定律——事实上,这个概念对于我们人类来说很难理解,这一事实无济于事。
艾萨克·牛顿第二运动定律通常写为公式 f=ma,或力等于物体的质量乘以其加速度。
如果我们将其重写为加速度等于力除以物体的质量,并将质量设为负值,则加速度将为负值 - 想象一下将玻璃杯滑过桌子并将其推回到您的手上。
然而,仅仅因为它对我们来说似乎很陌生,并不意味着它是不可能的,并且之前的理论研究已经显示了一些早期证据负质量可以存在于我们的宇宙中而不打破理论。
不仅如此,许多物理学家认为负质量可能与我们在宇宙中检测到的一些奇怪的事物有关,例如,黑洞, 和。
结果,研究人员已积极尝试重建实验室中的负质量,并取得了一些早期的成功。
但现在研究人员从华盛顿州立大学说他们成功地让超冷原子流体表现出负质量,并表明它最终可以用来研究宇宙深处发生的一些奇怪现象。
“这里的首要任务是我们对这种负质量的性质进行了精确的控制,没有任何其他并发症,”其中一位研究人员迈克尔·福布斯说。
为了创造这种奇怪的液体,该团队使用激光来冷却铷原子到绝对零以上的分数,创造出所谓的玻色-爱因斯坦凝聚。
在这种状态下,粒子的移动速度极其缓慢,并遵循量子力学的奇怪原理,而不是经典物理学——这意味着它们开始表现得像波,其位置无法精确定位。
这些粒子也会同步并一致移动,形成所谓的粒子超流体- 一种在流动时不会因摩擦而损失能量的物质。
研究小组使用激光将这种超流体保持在冰冷的温度下,同时将其困在一个直径小于 100 微米的小碗状区域中。
当超流体仍然包含在该空间中时,它具有规则的质量,并且就其而言去,很正常。但随后该团队迫使超流体逃逸。
他们使用第二组激光来回踢原子以改变它们的自旋,打破了“碗”,并使铷快速冲出,以至于它的表现就像具有负质量一样。
“一旦你推动,它就会向后加速”福布斯说。 “看起来铷撞到了一堵看不见的墙。”
到目前为止,研究人员表示负质量流体证实了其他团队在他们的研究中所看到的结果,但现在还处于早期阶段。
这种逃逸的超流体是否足够可靠和准确,足以在实验室中测试一些关于负质量的非常奇怪的建议,还有待观察,在我们过于兴奋之前,其他团队需要独立复制结果。
但该研究现已发表在同行评审期刊上物理评论快报供任何人尝试。所以希望不久之后我们就能看到这个实验的重现。
有一点是肯定的,物理学正变得越来越奇怪,我们很高兴看到接下来会发生什么。