Fysikere hævder skabelsen af stof med negativ masse. Mørkt stof og mørk energi er blevet erstattet af negativ masse

hjem / Sanserne

Hypotetisk ormehul i rumtiden

I laboratoriet på University of Washington blev der skabt betingelser for dannelsen af et Bose-Einstein-kondensat i et volumen på mindre end 0,001 mm³. Partiklerne blev bremset af en laser og ventede på, at den mest energiske af dem forlod volumen, hvilket yderligere afkølede materialet. På dette stadium havde den superkritiske væske stadig en positiv masse. I tilfælde af en lækage i karret, ville rubidium-atomerne spredes i forskellige retninger, da de centrale atomer ville skubbe de ekstreme atomer udad, og de ville accelerere i retning af kraftpåføring.

For at skabe en negativ effektiv masse brugte fysikere et andet sæt lasere, der ændrede nogle atomers spin. Som simuleringen forudsiger, bør partiklerne i nogle områder af karret opnå en negativ masse. Dette ses tydeligt i den kraftige stigning i stoftætheden som funktion af tiden i simuleringerne (på det nederste diagram).

Figur 1. Anisotrop udvidelse af et Bose-Einstein-kondensat med forskellige kohæsive kraftkoefficienter. De virkelige resultater af eksperimentet er i rødt, resultaterne af forudsigelsen i simuleringen er i sort

Det nederste diagram er et forstørret udsnit af den midterste ramme i nederste række i figur 1.

Det nederste diagram viser en 1D-simulering af total tæthed versus tid i det område, hvor dynamisk ustabilitet først dukkede op. Stiplede linjer adskiller tre grupper af atomer med hastigheder ved kvasi-momentum, hvor den effektive masse begynder at blive negativ (øverste linje). Punktet med minimum negativ effektiv masse vises (midten) og punktet, hvor massen vender tilbage til positive værdier (nederste linje). De røde prikker angiver de steder, hvor det lokale kvasi-momentum ligger i området for den negative effektive masse.

Den allerførste række af grafer viser, at stof under fysikeksperimentet opførte sig nøjagtigt som simuleret, hvilket forudsiger udseendet af partikler med en negativ effektiv masse.

I et Bose-Einstein-kondensat opfører partikler sig som bølger og forplanter sig derfor i en anden retning, end normale partikler med positiv effektiv masse bør forplante sig.

Retfærdigvis skal det siges, at fysikere gentagne gange registrerede resultater under eksperimenter, når egenskaberne af stof med negativ masse blev manifesteret, men disse eksperimenter kunne fortolkes på forskellige måder. Nu er usikkerheden stort set fjernet.

Videnskabelig artikel publiceret den 10. april 2017 i tidsskriftet Fysiske anmeldelsesbreve(doi:10.1103/PhysRevLett.118.155301, tilgængelig med abonnement). En kopi af artiklen før indsendelse til tidsskriftet blev placeret den 13. december 2016 i det offentlige domæne på arXiv.org (arXiv:1612.04055).

Fysikere ved University of Washington har skabt en væske med en negativ masse. Skub den, og i modsætning til alle fysiske objekter i verden, som vi kender til, accelererer den ikke i retning af skubningen. Hun vil accelerere i den modsatte retning. Dette fænomen skabes sjældent i laboratoriet og kan bruges til at udforske nogle af de mere komplekse begreber om kosmos, siger Michael Forbes, lektor, fysiker og astronom ved University of Washington. Undersøgelsen dukkede op i Physical Review Letters.

Hypotetisk kan stof have en negativ masse på samme måde, som en elektrisk ladning kan være både negativ og positiv. Folk tænker sjældent over det, og vores hverdag viser kun de positive aspekter af Isaac Newtons Anden Lov om Bevægelse, ifølge hvilken kraften, der virker på et legeme, er lig med produktet af kroppens masse og den acceleration, som denne kraft giver. eller F = ma.

Med andre ord, hvis du skubber et objekt, vil det accelerere i retning af dit skub. Massen vil accelerere den i kraftens retning.

"Vi er vant til denne situation," siger Forbes og forventer en overraskelse. "Med negativ masse, hvis du skubber noget, vil det accelerere mod dig."

Betingelser for negativ masse

Sammen med kolleger skabte han betingelserne for negativ masse ved at afkøle rubidium-atomer til en tilstand på næsten det absolutte nul og derved skabe et Bose-Einstein-kondensat. I denne tilstand, forudsagt af Shatyendranath Bose og Albert Einstein, bevæger partikler sig meget langsomt, og efter kvantemekanikkens principper opfører de sig som bølger. De synkroniserer og bevæger sig i forening som en supervæske, der flyder uden energitab.

Anført af Peter Engels, professor i fysik og astronomi ved University of Washington, skabte forskere på sjette sal i Webster Hall disse forhold ved at bruge lasere til at bremse partiklerne ned, gøre dem køligere og tillade varme, højenergipartikler at undslippe som f.eks. damp, hvilket afkøler materialet endnu mere.

Laserne fangede atomerne, som om de var i en skål på mindre end hundrede mikrometer. På dette stadium havde det superfluid rubidium den sædvanlige masse. Sprængningen af skålen tillod rubidium at undslippe og udvidede sig, da rubidium i midten blev tvunget udad.

For at skabe den negative masse brugte forskerne et andet sæt lasere, der skubbede atomerne frem og tilbage og ændrede deres spin. Nu, når rubidium løber ud hurtigt nok, opfører det sig, som om det har en negativ masse. "Skub den, og den vil accelerere i den modsatte retning," siger Forbes. "Det er ligesom rubidium, der rammer en usynlig væg."

Eliminering af større defekter

Metoden, der blev brugt af videnskabsmænd fra University of Washington, undgik nogle af de store fejl, der blev fundet i tidligere forsøg på at forstå negativ masse.

"Det første, vi indså, er, at vi har en stram kontrol over arten af denne negative masse uden andre komplikationer," siger Forbes. Deres undersøgelse forklarer, allerede fra positionen af negativ masse, lignende adfærd i andre systemer. Øget kontrol giver forskere et nyt værktøj til at designe eksperimenter til at studere lignende fysik inden for astrofysik, ved at bruge neutronstjerner som eksempler og kosmologiske fænomener som sorte huller og mørk energi, hvor eksperimenter simpelthen ikke er mulige.

Forskere fra USA hævder at have skabt et stof med en negativ masse i laboratoriet. Dette stof er en væske med meget usædvanlige egenskaber. For eksempel, hvis du skubber denne væske, vil den modtage en negativ acceleration, det vil sige bagud, ikke fremad. Sådanne særheder kan fortælle videnskabsmænd meget om, hvad der foregår inde i lige så mærkelige objekter som sorte huller og neutronstjerner.
Men kan noget have negativ masse? Er det muligt?

Teoretisk kan stof have en negativ masse på samme måde, som en elektrisk ladning kan have en negativ eller positiv værdi.

På papiret virker dette, men der er en heftig debat i videnskabens verden om, hvorvidt selve antagelsen om eksistensen af noget med negativ masse er i strid med fysikkens grundlæggende love. For os, almindelige mennesker, virker dette koncept for kompliceret til at forstå.

Differentialloven for mekanisk bevægelse, eller mere enkelt Newtons anden lov, er udtrykt ved formlen A=F/M. Det vil sige, at et legemes acceleration er lig med forholdet mellem den kraft, der påføres det, og kroppens masse. Hvis du indstiller en negativ masseværdi, vil kroppen helt logisk modtage en negativ acceleration. Forestil dig, at du rammer bolden, og den ruller på dit ben.

Det, der virker fremmed for os, behøver dog ikke være umuligt, og ovenstående teoretiske øvelser er den bedste måde at bevise, at negativ masse kan eksistere i vores univers uden at krænke den generelle relativitetsteori.

Ønsket om at forstå alt dette gav anledning til aktive forsøg fra forskere på at genskabe den negative masse i laboratoriet, som vi ser, selv med en vis succes.

Forskere fra University of Washington sagde, at det er lykkedes dem at få en væske, der opfører sig præcis, som en krop med negativ masse burde opføre sig. Og deres opdagelse kan endelig bruges til at studere nogle af de mærkelige fænomener i universets dyb.

For at skabe denne mærkelige væske brugte videnskabsmænd lasere til at afkøle rubidium-atomer til næsten det absolutte nul, hvilket skaber det, der kaldes et Bose-Einstein-kondensat.

I denne tilstand bevæger partiklerne sig utrolig langsomt og usædvanligt, efter kvantemekanikkens mærkelige principper frem for klassisk fysik, det vil sige, at de begynder at opføre sig som bølger.

Partiklerne synkroniseres også og bevæger sig unisont og danner et superflydende stof, der kan bevæge sig uden at miste energi gennem friktion.
Forskere har brugt lasere til at skabe en superflydende væske ved lave temperaturer, såvel som til at placere den i et skålformet felt med en diameter på mindre end 100 mikron.

Så længe superstoffet forblev placeret i dette rum, havde det en almindelig masse og var helt i overensstemmelse med konceptet om et Bose-Einstein-kondensat. Indtil han blev tvunget til at flytte.

Ved hjælp af et andet sæt lasere tvang forskerne atomerne til at bevæge sig frem og tilbage, som et resultat af, at deres spin ændrede sig, og rubidium, efter at have overvundet barrieren fra "skålen", sprøjtede hurtigt ud. Dog som om den havde en negativ masse. Ifølge videnskabsmænd var indtrykket sådan, at væsken snublede over en usynlig barriere og frastødte den.

Således bekræftede forskerne antagelserne om eksistensen af negativ masse, men dette er kun begyndelsen på rejsen. Det er tilbage at se, om væskeadfærd under laboratorieforhold er gentagelig og pålidelig nok til at teste nogle antagelser om negative masser. Så glæd dig ikke på forhånd, andre hold skal gentage resultaterne på egen hånd.

En ting er sikkert, fysik bliver mere og mere interessant og værd at interessere sig for.

Hvorfor tiden kun flyder fremad. Fysikere forklarer "Tid er det, der forhindrer alt i at ske på én gang," skrev Ray Cummings i sin science fiction-roman fra 1922...
Ormehuller, ormehuller og tidsrejser Et ormehul er en teoretisk passage gennem rum-tid, der i høj grad kan reducere langdistancerejser gennem universet ved at skabe genveje...

Anbefales at se i 1280 x 800 opløsning

"Teknik-ungdom", 1990, nr. 10, s. 16-18.

Scannet af Igor Stepikin

Tribune af dristige hypoteser

Ponkrat BORISOV, ingeniør
Negativ masse: Gratis flyvning til uendelighed

Artikler om dette emne er dukket op i udenlandske og sovjetiske fysiktidsskrifter fra tid til anden i mere end 30 år. Men mærkeligt nok ser de stadig ikke ud til at have tiltrukket sig popularisatorernes opmærksomhed. Men problemet med negativ masse, og selv i et strengt videnskabeligt miljø, er en fremragende gave til både elskere af paradokserne i moderne fysik og science fiction-forfattere. Men sådan er speciel litteraturs egenskab: en sensation i den kan forblive skjult i årtier ...

Så vi taler om en hypotetisk form for stof, hvis masse er modsat i fortegn til den sædvanlige. Spørgsmålet melder sig straks: hvad betyder det egentlig? Og det bliver straks klart: det er ikke så let at definere begrebet negativ masse korrekt.

Det skal utvivlsomt have egenskaben gravitationel frastødning. Men det viser sig, at dette alene ikke er nok. I moderne fysik skelnes der strengt mellem fire typer masse:

gravitationsaktiv - den der tiltrækker (hvis den er positiv, selvfølgelig);

gravitationspassiv - den, der tiltrækkes;

inert, som opnår en vis acceleration under påvirkning af en påført kraft (en \u003d F / m);

endelig Einsteins hvilemasse, som sætter kroppens samlede energi (E = mC 2).

Inden for rammerne af almindeligt accepterede teorier er de alle lige store. Men det er nødvendigt at skelne mellem dem, og dette bliver klart, lige når man prøver at bestemme den negative masse. Faktum er, at det kun vil være helt modsat den sædvanlige, hvis alle fire af dens typer bliver negative.

Baseret på denne tilgang, i den allerførste artikel om dette emne, offentliggjort tilbage i 1957, bestemte den engelske fysiker X. Bondy de grundlæggende egenskaber ved "minus masse" ved strenge beviser.

Det er måske ikke engang særlig svært at gentage dem her, fordi de kun er baseret på newtonsk mekanik. Men dette vil rode op i vores historie, og så er der en masse fysiske og matematiske "finesser". Lad os derfor gå direkte til resultaterne, især da de er ret klare.

For det første skal "minus stof" gravitationsmæssigt afvise alle andre legemer, det vil sige ikke kun med negativ, men også med positiv masse (hvorimod almindeligt stof tværtimod altid tiltrækker stof af begge typer). Yderligere, under påvirkning af enhver kraft, op til inertikraften, skal den bevæge sig i retning modsat denne krafts vektor. Og endelig må dens samlede Einstein-energi også være negativ.

Derfor skal det i øvrigt understreges, at vores fantastiske stof ikke er antistof, hvis masse stadig betragtes som positiv. For eksempel ville antistoffets "Anti-Jord" ifølge moderne koncepter kredse om Solen i nøjagtig samme bane som vores hjemmeplanet.

Alt dette er næsten indlysende. Men så begynder det utrolige.

Lad os tage samme tyngdekraft. Hvis to almindelige legemer tiltrækker og nærmer sig hinanden, og to antimasser frastøder hinanden og spreder sig, hvad sker der så under gravitationsinteraktionen mellem masser af forskellige tegn?

Lad dette være det enkleste tilfælde: et legeme (lad os sige en kugle) lavet af et stof med en negativ masse -M er bag en genstand (lad os kalde det en "raket" - nu finder vi ud af hvorfor) med en lige positiv masse +M. Det er tydeligt, at boldens tyngdefelt afviser raketten, mens den selv tiltrækker bolden. Men det følger herfra (dette er igen strengt bevist), at hele systemet vil bevæge sig langs en lige linje, der forbinder to massers centre, med en konstant acceleration proportional med styrken af tyngdekraftens vekselvirkning mellem dem!

Selvfølgelig ved første øjekast "beviser" dette billede af spontan, årsagsløs bevægelse kun én ting: antimasse med de egenskaber, som vi tilskrev den i definitionen helt fra begyndelsen, kan simpelthen ikke eksistere. Vi har trods alt modtaget, ser det ud til, en hel bunke krænkelser af de mest uforanderlige love.

Jamen, bliver loven om bevarelse af momentum for eksempel ikke fuldstændig åbenlyst overtrådt her? Begge kroppe skynder sig helt uden grund i samme retning, mens intet bevæger sig i den modsatte retning. Men husk, at en af masserne er negativ! Men det betyder, at dens momentum, uanset hastighed, har et minustegn: (-M)V, og så forbliver det samlede momentum af tolegemesystemet stadig nul!

Det samme gælder for systemets samlede kinetiske energi. Mens kroppene er i hvile, er det lig nul. Men uanset hvor hurtigt de bevæger sig, ændres intet: boldens negative masse, i fuld overensstemmelse med formlen (-M)V 2 /2, akkumulerer negativ kinetisk energi, som nøjagtigt kompenserer for stigningen i den positive energi af raket.

Hvis alt dette virker absurd, så vil vi måske "slå en kile ud med en kile" - lad os prøve at bekræfte en absurditet med en anden? Siden sjette klasse ved vi, at midten af lige store punktmasser (naturligvis positive) er midt imellem dem. Så - hvordan vil du have følgende output? Centrum for lige store punktmasser af ANDEN TEGN ligger, skønt på en lige linje, der går gennem dem, men ikke indeni, men UDENFOR det segment, der forbinder dem, i punktet ±Ґ ?!

Nå, er det nemmere?

Forresten er denne konklusion allerede ret elementær, og alle kan gentage den, hvis de ønsker, at eje fysik på niveau med den samme sjette klasse.

Enhver, der ikke tror på et ord og vil sikre sig, at alle beregninger er korrekte, kan henvise til en af de seneste publikationer om dette emne - artiklen af den amerikanske fysiker R. Forward "Rocket engine on negative mass matter", udgivet i det oversatte tidsskrift "Aerospace Technology" nr. 4 for 1990.

Men måske tror den sofistikerede læser, at han selv uden beregninger forstod, hvor "linden" var smuttet til ham? Faktisk: i alle disse elegante argumenter stilles spørgsmålet: hvor kom sådan en vidunderlig masse fra? Når alt kommer til alt, uanset dens oprindelse, vil det tage energi at "udtrække", "fremstille" eller for eksempel levere det til handlingsstedet, hvilket betyder ...

Ak, sofistikeret læser! Energi vil der selvfølgelig være brug for, men igen negativ. Intet kan gøres: I Einsteins formel for kroppens samlede energi E = Ms 2 har vores vidunderlige masse samme minustegn. Dette betyder, at "produktionen" af et par kroppe med LIGE masser af FORSKELLIGE tegn vil kræve NUL total energi. Det samme gælder for levering og enhver anden manipulation.

Nej - uanset hvor paradoksale alle disse resultater er, så fastslår strenge konklusioner, at tilstedeværelsen af antimasse ikke modsiger ikke kun newtonsk mekanik, men også den generelle relativitetsteori. Det var ikke muligt at finde nogen logiske forbud mod dens eksistens.

Nå - hvis teorien "tillader", så lad os for eksempel tænke - hvad kan der ske under fysisk kontakt af to identiske partikler af stof med plus og minus masser? Med "almindelig" antistof er alt klart: udslettelse vil ske med frigivelsen af den samlede energi fra begge kroppe. Men hvis en af de to lige store masser er negativ, så er deres samlede energi, som vi lige har forstået, nul. Men HVAD vil der ske med dem i virkeligheden - dette er allerede et spørgsmål, der går ud over teorien.

Udfaldet af en sådan begivenhed kan kun kendes empirisk. Det er umuligt at "udregne" det - vi har jo ingen idé om "virkningsmekanismen" af den negative masse, dens "indre struktur" (da vi i øvrigt heller ikke ved det om den almindelige masse ). Teoretisk set er én ting klar: under alle omstændigheder vil systemets samlede energi forblive nul. Vi har ret til kun at fremsætte en HYPOTESE, som den samme Forward gør. Ifølge hans antagelse fører den fysiske interaktion her ikke til udslettelse, men til den såkaldte "ophævelse", altså den "stille" gensidige udslettelse af partikler, deres forsvinden uden nogen form for frigivelse af energi.

Men vi gentager, kun et eksperiment kunne bekræfte eller afkræfte denne hypotese.

Af samme grunde ved vi ikke noget om, hvordan man "laver" negativ masse (hvis det overhovedet er muligt). Teorien siger kun, at to lige store masser af det modsatte fortegn i princippet kan opstå uden energiomkostninger. Og så snart sådan et par kroppe dukker op, vil det flyve, accelerere, i en lige linje til det uendelige...

R. Forward har i sin artikel allerede "designet" en motor med negativ masse, der kan tage os til ethvert punkt i universet ved enhver acceleration, vi sætter. Det viser sig, at alt, hvad der er nødvendigt for dette, er ... et par gode fjedre (alle vekselvirkninger af "minus-masse" med den sædvanlige gennem elastiske kræfter, er selvfølgelig også beregnet i detaljer).

Så lad os placere vores vidunderlige masse, lige i størrelse med rakettens masse, i midten af dens "motorrum". Hvis du skal flyve fremad, så stræk fjederen fra bagvæggen og krog dens negative massekrop. På grund af dens "perverterede" inertiegenskaber vil den øjeblikkeligt ikke skynde sig derhen, hvor den trækkes, men i den stik modsatte retning og trække raketten med sig med en acceleration, der er proportional med fjederspændingens kraft.

For at stoppe accelerationen er det nok at afkroge fjederen. Og for at bremse og stoppe skibet skal du bruge en anden fjeder fastgjort til motorrummets forvæg.

Og alligevel er der en delvis gendrivelse af den "frie motor"! Sandt nok kommer det fra en helt uventet side. Men mere om det til sidst.

Lad os i mellemtiden lede efter steder, hvor der kan være store mængder negativ masse. Sådanne steder antydes af de gigantiske hulrum, der findes på storskala tredimensionelle kort over fordelingen af galakser i universet - fænomener, der er mest interessante i sig selv. Som det kan ses af fig. 2, er dimensionerne af disse hulrum, som også blot kaldes "bobler", omkring 100 millioner lysår (hvorimod dimensionerne af vores galakse er omkring 0,06 millioner lysår). På den største skala har universet således en "skummende" struktur.

Boblernes grænser er tydeligt markeret af hobe af et stort antal galakser. Der er praktisk talt ingen bobler inde, og hvis de findes der, er disse meget usædvanlige genstande. De er karakteriseret ved spektrene af kraftig højfrekvent stråling. Det menes nu, at boblerne indeholder "mislykkede" galakser eller gasskyer af almindelig brint.

Men er det muligt at antage, at universets "skummende" struktur er resultatet af dets dannelse fra det samme antal partikler med negativ og positiv masse? Forresten følger en meget attraktiv konsekvens af en sådan forklaring: universets samlede masse har altid været og forbliver lig nul. Så er bobler naturlige steder for minus-masse, hvis partikler har en tendens til at sprede sig så langt som muligt fra hinanden. Og den positive masse skubbes til overfladen af boblerne, hvor den under påvirkning af tyngdekraften danner galakser og stjerner. Her kan vi huske artiklen af A. A. Baranov, som udkom tilbage i 1971 i nr. 11 af tidsskriftet Izvestia Vuzov. Fysik". Den betragter den kosmologiske model af universet med partikler med masser af begge tegn. Ved hjælp af denne model forklarer forfatteren de eksperimentelle estimater af den kosmologiske konstant og Hubble-rødforskydningen, såvel som nogle unormale fænomener observeret i interagerende galakser.

Et andet muligt tegn på store mængder negativ masse er tilstedeværelsen af meget hurtige "strømme" i universets storskalastrukturer. Således "flyder" superklyngen, der indeholder vores Galaxy, med en hastighed på 600 km/s i forhold til baggrundsstrålingens hvilende baggrund. En sådan hastighed passer ikke ind i rammerne af teorier om dannelsen af galakser fra koldt mørkt stof. R. Forward foreslår at forsøge at forklare dette fænomen under hensyntagen til den kollektive frastødning af superklynger fra bobler, der indeholder negativ masse.

Så negativt stof kan kun spredes. Men dette, viser det sig, er den delvise tilbagevisning af mange af de konklusioner, der blev diskuteret. Når alt kommer til alt, fører egenskaben til gravitationel frastødning af stofpartikler, uanset deres natur, uundgåeligt til, at disse partikler ikke kan komme sammen under påvirkning af gravitationskræfter. Desuden, da en partikel med negativ masse under påvirkning af enhver kraft bevæger sig i retning modsat denne krafts vektor, så kan almindelige interatomiske interaktioner ikke binde sådanne partikler til "normale" legemer.

Men vi håber, at læseren alligevel fik glæde af alle disse argumenter ...

Forskere fra University of Washington (USA) har ud fra rubidiumatomer opnået adfærden af et stof med en negativ effektiv masse. Dette betyder, at disse atomer ikke fløj i retning af vektoren for denne indflydelse under ekstern påvirkning. Under de eksperimentelle forhold opførte de sig, som om de løb ind i en usynlig mur, hver gang de nærmede sig grænserne for et område med et meget lille volumen. Den tilsvarende udgives i Fysiske anmeldelsesbreve. Oplevelsen blev fejlfortolket af medierne som "at skabe stof med negativ masse" (i teorien tillader det skabelsen af ormehuller til dyb rumrejse). Faktisk er opnåelse af et stof med en negativ masse, hvis det er muligt, langt ud over, hvad der er opnåeligt for moderne videnskab og teknologi.

Rubidium-atomer blev tvunget til at bevæge sig i den modsatte retning af vektoren af den kraft, der blev påført dem. Medierne misfortolkede dette som skabelsen af et stof med en "negativ masse"

Forfatterne af værket bremsede rubidium-atomer med en laser (et fald i en partikels hastighed betyder dens afkøling). Ved det andet afkølingstrin fik de mest energiske atomer lov til at forlade det afkølede volumen. Dette afkølede ham endnu mere, sådan som fordampningen af kølemiddelatomer afkøler indholdet i et husholdningskøleskab. På det tredje trin blev der brugt et andet sæt lasere, hvis pulser ændrede spin (forenklet, rotationsretningen omkring sin egen akse) af en del af atomerne.

Da nogle atomer i det afkølede volumen fortsatte med at have et normalt spin, mens andre fik et omvendt, fik deres interaktion med hinanden en usædvanlig karakter. I normal adfærd ville rubidium-atomer, der kolliderer, flyve fra hinanden i forskellige retninger. De centrale atomer ville skubbe de ydre udad og accelerere dem i retning af kraftpåføringen (det første atoms bevægelsesvektor). På grund af inkonsistensen i spins fløj rubidiumatomer afkølet til små fraktioner af en kelvin i praksis ikke fra hinanden efter kollisioner og forblev i det oprindelige volumen, svarende til omkring en tusindedel af en kubikmillimeter. Udefra så det ud, som om de ramte en usynlig mur.

En meget fjern analogi for en gruppe atomer med forskellige spins er kollisionen af to eller flere fodbolde, som foreløbigt er snoet af et sidestød, før de roterer rundt om deres akse i forskellige retninger. Det er klart, at retningerne og hastighederne af deres bevægelser efter kollisionen vil afvige væsentligt fra de samme resultater for almindelige bolde. Men det betyder ikke, at boldene har ændret deres fysiske masse. Kun karakteren af deres interaktion med hinanden har ændret sig. Også i forsøget blev massen af atomer ikke negativ. I et gravitationsfelt ville de stadig gå ned. Det, der virkelig ændrede sig, var kun, hvor de bevægede sig efter kollisioner med andre lignende atomer, men "roterende" omkring deres akse i den anden retning.

Rubidium-atomernes opførsel i eksperimentet svarer til definitionen af negativ effektiv masse i fysik. Det bruges for eksempel til at beskrive opførselen af en elektron i et krystalgitter. For ham afhænger den formelle masse af bevægelsesretningen i forhold til krystallens akser. Bevæger den sig i én retning, vil den vise en varians (spredning), i den anden - en anden. Begrebet effektiv masse blev introduceret for dem, fordi ellers, når de beskriver deres spredning med formler, ville massen begynde at afhænge af energi, hvilket ikke er særlig bekvemt til beregninger. Et eksempel på en negativ effektiv masse er opførsel af huller i halvledere, som enhver bruger af moderne elektronik skal forholde sig til.

De fleste medier, inklusive russiske, fortolkede eksperimentet som at skabe et stof med en negativ masse. I teorien kunne stof med lignende egenskaber bruges til at holde ormehuller i funktionsdygtig stand, hvilket muliggør langdistancerejser i rum og tid i næsten nul tid. Den praktiske mulighed for at skabe et sådant stof, såvel som selve ormehullerne, er endnu ikke blevet bevist. Selvom det er muligt, er det urealistisk at opnå det med menneskehedens moderne tekniske evner.

Ponkrat BORISOV, ingeniør Negativ masse: Gratis flyvning til uendelighed

Redaktørens valg

Ponkrat BORISOV, ingeniør
Negativ masse: Gratis flyvning til uendelighed