Ar masė gali būti neigiama pagal analogiją su elektros krūviu - mokslininkai bandė išsiaiškinti daugiau nei šimtą metų. Neseniai buvo gauta keista medžiaga, kuri elgiasi taip, tarsi jos masė būtų minusinė. Tai atveria naują tyrimų sritį.
- „Salik.biz“
Kaip stabilizuoti slieką
Kirminas ilgą laiką negyvena erdvės metu. Jos kaklas dėl sunkio jėgos griūva, neturėdamas laiko praleisti net šviesos spindulio. Kad jis būtų pravažiuojamas, reikalinga neigiamos masės medžiaga, kuri sukuria antigravitacinį efektą - vadinamąją egzotinę medžiagą. Per panašų kirminą galite patekti į kitą visatą. Ši idėja buvo panaudota mokslinės fantastikos filme „Tarpžvaigždinis“- pasiūlius amerikiečiui teoriniam fizikui, Nobelio premijos laureatui Kipui Thorne'ui.
„Kipas Thorne'as yra pagrindinis fizikas, todėl jis pamiršta apie technologijas. Kiek energijos reikia tam? Kaip užtikrinti perteklinės šilumos panaudojimą tokioje elektrinėje? Teorinėje fizikoje leidžiama daug, tačiau bet kokioms realioms technologijoms yra taikomi apribojimai kaip termodinamikos principai, energijos išsaugojimo įstatymas ir specialioji reliatyvumo teorija. Tai man primena prieš šimtmetį vykusias fantazijas, kai buvo manoma, kad bet kokią medžiagą galite paversti gryna energija ir skristi į ją žvaigždėmis. Teoriškai taip, bet kas. Ir praktiškai - tik uranas, plutonis ir ličio deuteridas, tačiau su jais taip pat kyla didelių problemų “, - komentuoja„ RIA Novosti “Antonas Pervushinas, mokslinės fantastikos rašytojas, kosmonautikos istorijos specialistas.
Medžioklė šviesos greičiu
Jei paprasti kūnai pritraukia viską, tada kūnai, kurių masė neigiama, atstumia. Ar gali būti, kad tokia keista savybė egzistuoja gamtoje? 1954 m. Kembridžo fizikas Hermanas Bondi teoriškai parodė, kad nėra įstatymų, draudžiančių neigiamos masės medžiagas. Įprastos materijos dalelė, rašo fizikas Richardas Hammondas iš Šiaurės Karolinos universiteto, turi bėgti nuo dalelės, kurios masė yra neigiama, ir ta dalelė ją vijosi. Tokia pora pradės įsibėgėti, pamažu artėjant prie šviesos greičio. Ar tai galima panaudoti tarpplanetinio laivo varikliui sukurti? „Deja, idėja yra beprotiška. Pagal pagreitį masė auga - pagal specialiąją reliatyvumo teoriją. Be to, artėjant šviesos greičiui, masė linkusi į begalybę. Dėl to padidės „atstumiančios“dalelės neigiama masė,ir ad infinitum? Realybėje šios dalelės atstumia viena kitą ir išsibarsto tol, kol yra už savo gravitacinių laukų ribų ir ten arba tęsia laisvą skrydį, arba sąveikauja su kitomis dalelėmis “, - teigia Pervushin.
Dalelė, kurios gravitacinė masė yra neigiama, vejasi įprastą dalelę. „RIA Novosti“iliustracija. „Depositphotos“/ „vektorinis kūrėjas“.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Prieš visą intuiciją
2017 metais amerikiečių fizikų iš Vašingtono valstijos universiteto straipsnis, gavęs keistą medžiagą laboratorijoje, kuri nepagreitėjo ta linkme, kur ji buvo stumiama, kaip nustatyta antrame Niutono įstatyme, sukėlė daug triukšmo. Tai įmanoma tik tuo atveju, jei jo inercinė masė yra neigiama. Lazerio pagalba fizikai sukūrė rubidžio atomų superfluidą, atšaldė juos iki beveik absoliučios nulio temperatūros ir susidarė ypatinga materijos būsena - vadinamasis Bose-Einšteino kondensatas, kuriame atomai juda labai lėtai. Tuo pačiu lazeriu Bose-Einšteino kondensato debesis buvo tarsi užrakinamas atskiroje erdvės srityje ir priverstas pakeisti sukimąsi - yra tokia dalelėms būdinga kvantinė savybė. Kuo daugiau pastūmėjo šis debesis, tuo labiau jis paspartėjo priešinga nukreipta jėga kryptimi. Tarsi tenisininkas muštų kamuolį ir jis bėgtų link jo,o ne priešininkui.
Norėdamas smogti kamuoliukui iš medžiagos, gavęs neigiamos masės, priešininko link, tenisininkas turi dar stipriau stumti jį link savęs. „RIA Novosti“iliustracija. Alina Polyanina, Depositphotos / blueringmedia.
Šiuos rezultatus paaiškino Australijos, Didžiosios Britanijos ir Rusijos teoretikai. Tačiau šiuo atveju mes kalbame apie efektyviąją masę - matematinį sprendimą apibūdinant Bose-Einšteino kondensatą, o ne apie pagrindinę materijos savybę. Elektronas kristaluose įgyja neigiamą efektyviąją masę dėl spin-orbitos sąveikos “, - sako Sergejus Baranovas, fizinių ir matematikos mokslų daktaras, vadovaujantis FIAN radiacijos ir medžiagų sąveikos laboratorijos tyrinėtojas. „Apsvarstykite palydovą orbitoje. Jei bandysime jį sulėtinti (pritaikydami jėgą pagal greitį), palydovas pajudės į žemesnę orbitą ir jo greitis nemažės, o padidės. Ir kinetinė energija, nepaisant negatyvaus jos darbo. O jei pagreitinsime palydovą, stumdami jį iš paskos, greitis sumažės - gerai, kas nėra neigiama masė. Tiesą sakant, paradoksalus kinetinės energijos padidėjimas (arba praradimas) yra kompensuojamas potencialios energijos praradimu (arba padidėjimu) - kadangi palydovas yra gravitacijos lauke. Neigiama efektyvioji masė yra sąveikos su aplinka rezultatas (o be išorinės aplinkos neįmanoma), nesvarbu, ar tai būtų krištolas, ar gravitacijos laukas, ar koks nors kitas išorinis laukas. Tačiau šiuolaikinėje fizikoje yra tvirtesnis teiginys: bet kokia masė visada yra sąveikos su aplinka rezultatas “, - aiškina Sergejus Baranovas. Tačiau šiuolaikinėje fizikoje yra tvirtesnis teiginys: bet kokia masė visada yra sąveikos su aplinka rezultatas “, - aiškina Sergejus Baranovas. Tačiau šiuolaikinėje fizikoje yra tvirtesnis teiginys: bet kokia masė visada yra sąveikos su aplinka rezultatas “, - aiškina Sergejus Baranovas.
Tatjana Pichugina