Keistas Superfluidas Su Neigiamomis Masėmis, Sukurtais Laboratorijoje

{h1}

Virš atšaldytų atomų debesis, kuris elgiasi kaip super skystis, parodė neigiamą masę, ty jis įsibėgėja priešingai nei stumiama kryptimi.

Mokslininkai sukūrė naują superfluidą, kurio masė yra neigiama - tai reiškia, kad jei jis pastumiamas į dešinę, jis įsibėgėja į kairę ir atvirkščiai.

Keistas elgesys gali atrodyti kaip keistas gamtos pažeidimas, tačiau tai yra reiškinys, apie kurį anksčiau fizikai matė užuominų. Tačiau tai yra pirmas kartas, kai laboratorijoje be dviprasmybių pademonstruota neigiama masė, sakė naujiesiems tyrimams nedalyvavęs Rice universiteto fizikas Han Pu.

Naujai sukurta medžiaga, turinti neigiamą masę, yra Bose-Einšteino kondensato rūšis, kurioje atskiri atomai juda kaip vienas objektas, mokslininkai rašė naujame tyrime. [18 didžiausių neišspręstų paslapčių fizikoje]

Nauji atradimai galėtų įtakoti elgesį, vykstantį ultralengvųjų neutroninių žvaigždžių širdyje, kurios taip pat veikia kaip skysčiai, sakė tyrimo bendraautorius Michaelas Forbesas, Vašingtono valstijos universiteto fizikas.

Neigiama masė

Vienas iš pirmųjų dalykų, kurio mokosi vidurinės mokyklos fizika, yra tas, kad jėga lygi masės ir greitėjimo pagreičiui arba F = m * a. Antrasis Niutono judėjimo dėsnis, lygtis diktuoja tai, ką visi patiria kasdien: Jei stumiate objektą (kliūdamas žaisti kitoms jėgoms), jis pagreitėja nuo jūsų.

Vis dėlto ilgą laiką mokslininkai žinojo, kad bent jau teoriškai yra tam tikrų sąlygų, kuriomis pagreitis gali būti neigiamas.

„Šios neigiamos masės sąlygų rūšys gali atsirasti įvairiuose kontekstuose“, - „Forbes“ pasakojo „WordsSideKick.com“. "Kiek jie žinomi, jie neatsiranda erdvės viduryje."

Tačiau buvo užuominų apie tokį elgesį, įvykstantį spontaniškai sistemose, kuriose šviesa sklinda per netiesines medžiagas, pasižyminčias ypatingomis elektrinėmis savybėmis, taip pat kai kuriuose kristalų tipuose. Tačiau šiose sistemose buvo sunku kontroliuoti ar numatyti, kur įvyko neigiama masė, todėl buvo sunku pasakyti, ar toks elgesys iš tikrųjų įvyko, teigė „Forbes“.

Supercool atomai

Naujame tyrime, kuris balandžio 10 d. Buvo paskelbtas žurnale „Physical Review Letters“, „Forbes“ ir jo kolegos pašalino šį netikrumą. Jie atvėsino rubidžio atomus iki beveik absoliutaus nulio (minus 459,67 laipsnių pagal Fahrenheitą arba minus 273,15 laipsnių Celsijaus), o atomai buvo suskirstyti į mažą horizontalų vamzdelį. Esant šiai kaulų atšalimo temperatūrai, atomai juda ledynmečiu lėtai, ir jų judėjimas yra koreliuojamas taip, kad medžiaga, sudaryta iš rubidžio atomų, veikia labiau kaip banga, o ne kaip dalelė. Iš esmės, tarsi supercool atomų rinkinys elgiasi kaip viena dalelė.

Tada tyrėjai šviečia lazeriu prie vamzdelio, kuris pakeitė atomų būseną. Remiantis lazerio kampu, jis stumia daleles vienaip ar kitaip. Tada tyrėjai atidarė vamzdelio, kuriame buvo atomai, galus. Paprastai lazerio šviesa stumia atomų debesis, kad išsiplėttų į vamzdelio galus. Tačiau šiuo atveju vienoje debesies pusėje susidarė smūgio banga, dėl kurios atomų debesis atsitraukė nuo bangos.

„Jei bandysite atstumti [atomų debesį], tai veiksmingai lazeriai jį stumia atgal“, - teigė „Forbes“ atstovas. "Mikroskopiniu lygmeniu tai ir vyksta."

Nors atrodo, kad naujoji demonstracija pažeidžia fizikos įstatymus, ji faktiškai to nedaro.

„Nepasakyčiau, kad tai netikėta“, - „Pu Science“ pasakojo „WordsSideKick.com“.

Taip yra todėl, kad efektyvioji neigiama sistemos masė čia yra inercinė masė, kuri diktuoja, kaip objektas pagreitėja reaguojant į veikiančią jėgą; šiuo atveju tyrimas paprasčiausiai reiškia, kad esant tam tikroms siauroms, dinamiškoms sąlygoms masės termino ženklas lygtyje yra apverstas. Tačiau energija vis dar yra išsaugota, o gravitacinė sistemos masė, reiškianti atomo debesies patiriamo ir patiriamo gravitacinio traukos kiekį, nepasikeitė. Taigi Niutono visuotinės gravitacijos dėsnis, apibūdinantis gravitacinį trauką tarp dviejų masių, nebuvo pažeistas. (Šis įstatymas nustato, kad vakuume be oro pasipriešinimo plunksna ir švino rutulys kris link Žemės tuo pačiu greičiu.)

Kadangi Bose-Einšteino kondensato gravitacinė masė vis dar yra teigiama, pavieniai medžiagos atomai vis tiek traukiami kartu. Taigi, jei tas pats eksperimentas būtų apverstas taip, kad jis būtų vertikaliame vamzdyje, dėl sunkio jėgos atomo debesis galėtų nukristi link grindų ir išsiplėsti, kaip ir tikėtųsi įprasta intuicija, pridūrė „Forbes“.

(Jei kažkaip eksperimentas sukurs sąlygas, kai gravitacinė masė taps neigiama, tai greičiausiai pažeis pagrindinius fizikos įstatymus, ir viskas pasidarys keista. Pvz., Jei šalia būtų neigiama gravitacinė masės dalelė ir teigiama masės dalelė., viena bus patraukta prie kitos, o kita bus atstumta. Taigi viena dalelė iš esmės persekios kitą amžinai, pasiekdama be galo didelį greitį.

Naujieji radiniai įdomūs grynai teoriniu požiūriu, tačiau jie taip pat galėtų padėti mokslininkams suprasti, kas vyksta neutroninių žvaigždžių viduje, sakė „Forbes“. Pavyzdžiui, šalti ličio atomų debesys, užpildyti fermionais, turi beveik tas pačias energetines savybes kaip neutroninės žvaigždės, todėl jie galėtų būti naudojami kuriant „eksperimentus“, kurių kitaip niekada negalėjo būti atlikta su didžiuliais tarpžvaigždiniais objektais kosmose, sakė „Forbes“.

Iš pradžių paskelbta „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Koks Didžiausias Pastatas Pasaulyje?
Koks Didžiausias Pastatas Pasaulyje?

Fizikai Anuliuoja Šimtmečio Senumo Gordiano Mazgą
Fizikai Anuliuoja Šimtmečio Senumo Gordiano Mazgą

Mokslas Naujienos


„Normali“ Amerikiečių Šeima Yra Mitas
„Normali“ Amerikiečių Šeima Yra Mitas

Pirmajame Dinozaurų Pavadinime Viktorija Praleido Pagrindinę Dantų Detalę
Pirmajame Dinozaurų Pavadinime Viktorija Praleido Pagrindinę Dantų Detalę

Zap! „Petrifikuotas Žaibas“ Galėtų Atskleisti Šokiruojančią Smūgių Šilumą
Zap! „Petrifikuotas Žaibas“ Galėtų Atskleisti Šokiruojančią Smūgių Šilumą

Netikrų Cunamių Bandymai Atlanto Perspėjimo Sistemos
Netikrų Cunamių Bandymai Atlanto Perspėjimo Sistemos

450 Metų Senumo Knyga Atskleidžia, Ką Pavadinti Kūdikiu Samuraju
450 Metų Senumo Knyga Atskleidžia, Ką Pavadinti Kūdikiu Samuraju


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com