Исследователи из Университета штата Вашингтон продемонстрировали явление отрицательной массы на атомах рубидия в лабораторных условиях. Научная работа об этом опубликована в журнале Physical Review Letters.
«Гипотетически материя может иметь отрицательную массу — как электрический заряд может быть отрицательным или положительным, — пишут авторы работы. — Люди редко думают в таких терминах, так как в повседневной жизни встречают только положительные проявления Второго закона Ньютона, согласно которому сила, вызывающая ускорение, равна массе объекта, умноженной на его ускорение: F=ma».
В случае с отрицательной массой объект будет иметь отрицательное ускорение. Даже если это кажется неестественным, это не означает, что это невозможно. Предыдущие теоретические исследования показали, что отрицательная масса может существовать во Вселенной, не нарушая Общую теорию относительности.
Сейчас американские исследователи попытались воссоздать отрицательную массу в лаборатории. Они охладили атомы рубидия до температуры, близкой к абсолютному нулю (−273 °C). Полученное состояние называется конденсат Бозе-Эйнштейна. Частицы в нем движутся чрезвычайно медленно и, следуя принципам квантовой механики, ведут себя как волны. Также они синхронизированы до состояния так называемой сверхтекучей жидкости.
Ученые применили лазеры, чтобы поместить каждый атом в крошечную «чашу» размером менее 100 микрон. После с помощью другой системы лазеров атомы ввели в состояние, в котором они проявили отрицательную массу.
«Подтолкните его. В отличие от всех известных физических объектов в мире, он не ускорится в том направлении, в котором его толкали. Он ускорится назад, — описали авторы результат работы. — Это выглядит так, будто рубидий ударяется о невидимую стену».
Этот эксперимент может позволить ученым больше узнать о свойствах других объектов с отрицательной массой. Предполагается, что отрицательной массой обладают отдаленные космические объекты — нейтронные звезды, черные дыры и темная материя.
