سیالی با جرم منفی ساخته شد

به گزارش کلیک ، اگر شما یک توپ معمولی را هل دهید، از دستان شما دور می شود و چنین چیزی جای تعجب ندارد. اما اگر شما توپی با انرژی منفی را هل دهید، به سمت عقب شتاب می گیرد، و به جای آنکه از شما دور شود به سمت شما حرکت می کند. تصور اینکه چگونه چنین چیزی می تواند ممکن شود کار سختی است، اما با توجه به فیزیک نیوتن این نظریه می تواند امکان داشته باشد. امروزه گروهی از دانشگاه ایالت واشنگتن این پدیده را در ذره نشان دادند و سیالی ایجاد کردند که ویژگی های جرم منفی را داراست.

آنچه که هنگام تصور ما از شیئی با جرم منفی مشکل ایجاد می کند ناشی از کلمه ای که استفاده می کنیم. در گفتگوهای گاه به گاه، کلمه جرم اغلب با وزن جابجا می شود، در حالی که بین این دو تفاوت وجود دارد: جرم ضرورتا توضیح می دهد که چه مقدار از ماده سبب ایجاد شی ء می شود، در حالی که وزن مقدار نیرویی است (معمولا گرانشی) که روی شی ء اعمال می شود. در استفاده معمولی بر روی زمین این دو تقریبا به هم نزدیک هستند، اما زمانی که شیئی با جرم ۱ کیلوگرم به ماه برده می شود وزن آن تنها یک ششم وزن قبلی آن خواهد بود و این به دلیل وجود گرانش ضعیف تر است.

شیئی با جرم ۱- کیلوگرم نه تنها در فضا معلق نمی شود بلکه رفتارهای عجیب دیگری نیز از خود نشان خواهد داد. قانون دوم نیوتن درباره حرکت می گوید که نیرویی که به شی ء اعمال می شود برابر است با جرم آن ضرب در شتابش (F=ma)، بنابراین اگر جرم عددی منفی باشد، نیرو هم منفی خواهد بود. و این همان چیزی است که سبب می شود که یک سیال عجیب به سمت عقب شتاب بگیرد و خلاف جهتی که آن را هل داده ایم یعنی برخلاف جهت حرکت نیرو، فشار بیاورد.

طبق گفته برخی دانشمندان بسیاری از چیزهایی که ما از آن ها استفاده می کنیم این کار را انجام می دهند. درواقع با جرم منفی اگر شما بعضی چیزها را هل دهید به سمت خودتان شتاب می گیرند.

محققان ایالت واشنگتن سیال جرم منفی را با استفاده از آنچه به عنوان "بوز-انیشتین چگالیده" شناخته می شود، ایجاد کردند، بوز انیشتین چگالیده حالتی از ماده است که مانند یک ابرسیال عمل می کند و در آن ذرات به صورت موجی حرکت می کنند و بدون از دست دادن انرژی می توانند جریان داشته باشند. این حالت چگالیده به دانشمندان این اجازه را می دهد که به مطالعه مکانیک کوانتوم بپردازند و اخیرا از شکلی فرضی از ماده که به عنوان ابرجامد شناخته شده و قبلا ایجاد شده، استفاده کردند.

محققان بوز انیشتین چگالیده را به وسیله کم کردن سرعت اتم های روبیدیوم با لیزرها، ایجاد کردند و آن ها را تا دمای کمی بالاتر از صفر مطلق خنک می کنند و سپس آن ها را در ناحیه ای کاسه ای شکل به عرض تقریبی ۱۰۰ میکرون محدود می کنند. سپس دانشمندان این اتم ها را با مجموعه دیگری از لیزرها برخورد می دهند تا چرخش آن ها را تغییر دهند، این پدیده به عنوان جفت شدگی مدار چرخش شناخته شده است. این کار به روبیدیوم ویژگی های ماده ای با جرم منفی را می دهد و ماده می تواند خارج از شکل کاسه ای خود جریان یابد، طبق گفته محققان آن را به گونه ای می سازند که گویی با یک دیوار نامرئی برخورد می کند.

اولین مورد مطلوب آن است که ما طبیعت این جرم منفی را بدون پیچیدگی های دیگر، می دانیم. این ماده محیطی دیگر را برای مطالعه پدیده ای اساسی که بسیار عجیب است فراهم می کند.

این ماده عجیب به دانشمندان اجازه می دهد که به مطالعه برخی از مرموزترین نیروها در جهان مانند سیاهچاله ها و انرژی تاریک بپردازند.