Никого не удивляет факт, что бывают положительные и отрицательные электрические заряды. В современной физике всерьез рассматриваются два поля — электромагнитное и гравитационное. Причем, одной из важнейших задач физики является создание единой теории поля, которая свяжет воедино электромагнетизм и гравитацию. Однако по аналогии с электромагнитным полем, имеющим как положительную, так и отрицательную напряженность, возникает вопрос - а может ли масса быть отрицательной?
Первый ответ данный на интуитивном уровне сразу гласит, что подобные фортели невозможны. Однако первое впечатление часто базируется на том, что путаются понятия веса и массы. Если вес - это сила действия тела на опору или подвес, то масса эта мера инертности тела. А исходя из этого определения уже имеются варианты....
Одним из основных уравнений в которых важную роль играет масса, является второй закон Ньютона. А этот закон гласит, что тело к которому приложена некая сила начинает ускоренное движение по направлению приложения этой силы. Здесь кажется все логичным — мяч для гольфа начнет движение по направлению удара клюшкой
А что произойдет, если масса тепла отрицательна? Если верить второму закону Ньютона (а этот закон еще никто не опроверг), то тело с отрицательной массой начнет движение против направления приложенной силы. То есть, шар после удара полетит в противоположную сторону - навстречу бьющему игроку.
Антивещество
Первое могущее соответствовать требованию отрицательной массы, что приходит на ум - это антиматерия (если быть точным, то антивещество). То что позитрон является античастицей электрона слышали все. Однако не все задумываются, что различаются позитроны и электроны только знаком электрического заряда, а вот масса у них совпадающая и положительная. То же самое касается и антипротона, он имеет единичный отрицательный заряд и массу совпадающую с протоном.
Таким образом, атомы антивещества тоже будут электрически нейтральными с положительной массой. Конечно, теоретически можно предположить, что существуют барионы с отрицательной массой, но вот обнаружить их вряд ли удастся.
Чего добились ученые?
И все же, используя конденсат Бозе-Эйнштейна (облако атомов рубидия охлажденных практически до состояния абсолютного ноля), ученым из университета Вашингтона под руководством Майкла Форбса удалось кое-чего добиться. Конденсат бозе Эйнштейна, после удаления «горячих» атомов ведет себя как единый атом, демонстрирующий свойства супержидкости с нулевой вязкостью.
Создав особые условия магнитной ловушки, а затем деформировав ее, ученые направили на конденсат особо синхронизированные между собой лазеры. И конденсат Бозе-Эйнштейна под разгоняющими лазерными вспышками двинулся им навстречу. То есть шар после удара покатился навстречу кию.
Так была получена демонстрация эффекта отрицательной массы. Предполагается, что некие подобные процессы происходят внутри черных дыр и массивных звезд. Однако, желаем это особенно подчеркнуть, хотя и было проявление определенного противоречия со вторым законом Ньютона, ни о какой отрицательной массе речи быть не может. Атомы рубидия как имели положительную массу, так ее и сохранили, хотя ученым и удалось заставить их двигаться навстречу действующей силе.
Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех. Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!