• Tech
Faktor

Áttörés a fizikában: létezik a negatív tömeg, elő is állították az anyagot

Kutatók egy csapata negatív tömegű szuperfolyadékot hozott létre: mikor az anyagot jobbról nyomták meg, balra mozdult el - és fordítva. Eddig nem sikerült laboratóriumi körülmények között létrehozni.

Az új folyadék egy úgynevezett Bose-Einstein kondenzátum, tehát az egyes atomjai egyetlen nagyobb objektumként mozognak. Michael Forbes, a Washington Állami Egyetem szakértője és az új tanulmány vezető szerzője szerint a felfedezéssel az ultrahideg neutroncsillagok belsejében zajló folyamatokat is könnyebb lesz majd megérteni, mivel ezen égitestek is szuperfolyadékként viselkednek.

Newton második törvényét mindenki megtanulja a középiskolában. A törvény szerint - idézi fel a 24.hu -, ha az ember megnyom egy tárgyat, és nincs más erő, ami akadályozná a mozgást, a test a tolás irányával ellentétes irányban mozdul el. A szakértők azonban egy ideje sejtik, hogy lehetnek olyan körülmények, melyek közt a gyorsulás ellentétes irányú lesz.

Illusztráció.

Illusztráció.

EZT IS AJÁNLJUK:

    Ezek a negatív tömegű állapotok különböző helyzetekben merülhetnek fel – mondta Forbes. A szakértő hozzátette, a tudomány mai állása szerint az űrben például nem fordulhat elő negatív tömeg.

    Mégis vannak bizonyítékok, hogy a jelenség spontán megmutatkozhat olyan helyzetben, ahol a fény nemlineáris, speciális elektromos tulajdonságokkal rendelkező környezetben, illetve bizonyos típusú kristályokban halad keresztül. Efféle környezetekben azonban ma még nem lehet pontos méréseket végezni.

    A Physical Review Letters-ben megjelent új tanulmányban Forbes kollégáival arról számolt be, hogy sikerült megszüntetni a negatív tömeg körüli bizonytalanságot. A csapat tagjai rubídiumatomokat hűtöttek le majdnem abszolút nulla fokra. A részecskéket eközben egy apró, vízszintes csőben nyomták össze. Ilyen körülmények közt az atomok annyira lelassultak, hogy inkább egy nagyobb hullámként, semmint több, különálló részecskeként kezdetek el viselkedni.

    A kutatók ezután lézert irányítottak az atomokra, hogy megmozgassák az anyagot. Miután a szakértők kinyitották a csövet, észrevették, hogy a lézer nem a várt irányba, azaz a cső vége felé terelte a részecskéket, hanem épp a másik oldalra.

    Illusztráció.

    Illusztráció.

    A furcsa jelenség mégsem mond ellent a fizika törvényeinek. Mivel a rendszerben a negatív tömegű anyag tehetetlenségi tömeg volt – tehát azt szabta meg, hogy a tárgy az erő hatására miként gyorsuljon – a kísérlet annyit jelent, hogy bizonyos körülmények közt az egyenletben a tömeg értéke negatív.

    A rendszer energiája és gravitációs vonzása változatlan maradt, vagyis Newton törvénye sem sérült. A Bose-Einstein kondenzátum gravitációja tehát továbbra is pozitív volt, így az anyagon belüli atomok ugyanúgy összetartottak. Ugyanakkor, ha a tesztet egy függőleges csőben hajtották volna végre, a rubídiumfelhő lefelé indult volna meg, és egész másként viselkedett volna.

    Az új felfedezés elsősorban az elméleti fizikusok számára lehet fontos, de az eredményekkel a neutroncsillagok belsejében zajló folyamatok is érthetőbbé válhatnak. A fermionokkal töltött hideg lítiumatomok például hasonló energetikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az égitestek, így az efféle anyagokkal modellezhetővé válhatnak a nehezen vizsgálható csillagok - írja a Live Science.

    Kommentek:

    Top 16