Конденсаты Бозе-Эйнштейна уже давно известны физикам
Американские физики получили жидкость с “отрицательной массой”, которая при придании ей ускорения движется в обратном направлении.
В привычном нам мире при воздействии на объект какой-либо силы он начинает двигаться в направлении приложения этой силы. Это явление описывается вторым законом Ньютона.
Теоретически материя может обладать отрицательной массой – в том же смысле, в каком электрический заряд может быть положительным или отрицательным. Физики называют это явление “экзотической материей”.
Профессор Питер Энгельс из Университета штата Вашингтон и его коллеги сумели охладить атомы рубидия почти до температуры абсолютного нуля (-273 градуса Цельсия), создав так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна.
В таком сильно охлаждённом состоянии достаточно большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях, и квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. Атомы движутся чрезвычайно медленно и ведут себя, как волны.
Они также движутся синхронно, образуя так называемую супержидкость, которая течет, не теряя при этом энергии.
Атомы рубидия охладили лазером и удерживали образец до тех пор, пока частицы высоких энергий не переместились за пределы лазерной ловушки. На этом этапе атомы еще вели себя как частицы с нормальной, положительной массой: если бы сила, удерживавшая атомы вместе, прекратила действовать, крайние атомы рассыпались бы в разные стороны под давлением центральных атомов.
Чтобы заставить атомы рубидия вести себя как вещество с отрицательной массой, учёные направили на них другой набор лазеров, с помощью которых можно было изменять спин некоторых атомов.
Сравнив расчётные данные с экспериментальными, физики пришли к выводу, что по крайней мере некоторые из атомов в лазерной ловушке стали ускоряться в направлении, обратном приложению силы атомов, занимавших центральное положение в ловушке — правда, это происходило только на очень короткий момент, после чего атомы быстро возвращались к поведению, характерному для частиц с положительной массой.
“Если вы толкаете вещество с отрицательной массой, оно получает ускорение в обратном направлении, – объясняет один из исследователей профессор Майкл Форбс. – Это напоминает столкновение атомов рубидия с невидимой стеной”.
Результаты этого эксперимента могут прояснить природу некоторых наблюдаемых астрономических объектов и явлений – например, нейтронных звезд, черных дыр и темной материи.