विदेश से एक और "वैज्ञानिक" सनसनी ने मुझे झकझोर कर रख दिया - यह इतना बेवकूफ निकला। कुछ वैज्ञानिकों ने कहा कि वे "नकारात्मक द्रव्यमान" के प्रभाव को प्राप्त करने में सक्षम थे, और नेटवर्क पत्रकारों ने इस अप्रैल मजाक को प्रकाशनों में तोड़ दिया। आइए इस घटना के बारे में hi-news.ru से इल्या खेल के लेख का विश्लेषण करें।

समाचार कहता है कि वाशिंगटन विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने एक नकारात्मक द्रव्यमान के साथ एक तरल बनाया है। भौतिकविदों का कहना है कि यह इस तरह के द्रव्यमान का संकेत है: "इसे धक्का दें, और दुनिया की सभी भौतिक वस्तुओं के विपरीत, जिन्हें हम जानते हैं, यह धक्का की दिशा में तेज़ नहीं होगा। वह तेज करती है दूसरी तरफ". यह वाशिंगटन विश्वविद्यालय में सहायक प्रोफेसर, भौतिक विज्ञानी और खगोलशास्त्री माइकल फोर्ब्स द्वारा कहा गया था, और अध्ययन स्वयं भौतिक समीक्षा पत्रों में दिखाई दिया।

यह आगे समझाया गया है कि, काल्पनिक रूप से, पदार्थ, कथित तौर पर, एक नकारात्मक द्रव्यमान हो सकता है, वे कहते हैं, उसी अर्थ में जिसमें आवेशनकारात्मक और सकारात्मक दोनों हो सकते हैं। और भौतिक विज्ञानी इसहाक न्यूटन के "द्वितीय नियम" को इसके उदाहरण के रूप में उद्धृत करते हैं - किसी पिंड पर कार्य करने वाला बल शरीर के द्रव्यमान और इस बल द्वारा प्रदान किए गए त्वरण के गुणनफल के बराबर होता है।

इसके अलावा, जाहिरा तौर पर, इल्या खेल खुद इस "कानून" की व्याख्या करते हैं: "यदि आप किसी वस्तु को धक्का देते हैं, तो यह आपके धक्का की दिशा में तेजी लाएगा। द्रव्यमान इसे बल की दिशा में गति देगा।" और फोर्ब्स का दावा है कि "हम इस स्थिति के अभ्यस्त हैं" और कहते हैं: "नकारात्मक द्रव्यमान के साथ, यदि आप किसी चीज़ को धक्का देते हैं, तो यह आपकी ओर गति करेगा।"

इसलिए, संयुक्त राज्य अमेरिका के सम्मानित भौतिक विज्ञानी भौतिकी के बारे में बहुत कम जानते हैं। आइए एक नजर डालते हैं उनके बयानों पर। सबसे पहले, दुनिया में एक भी काम नहीं है जिसमें द्रव्यमान का भौतिक सार प्रकट होता है। दूसरे, संसार में इस भौतिक राशि की एक भी परिभाषा नहीं है। यानी आज दुनिया में कोई नहीं जानता कि द्रव्यमान क्या है। द्रव्यमान के सार की परिभाषा और पहचान की खोज सबसे अधिक में से एक है वास्तविक कार्यआधुनिक भौतिकी।

भौतिक विज्ञानी इस स्थिति से कैसे निकलते हैं? वे न्यूटन के दूसरे नियम से द्रव्यमान प्राप्त करते हैं, जिसका उल्लेख लेख में किया गया है। हालांकि, इन भौतिकविदों ने स्पष्ट रूप से न्यूटन के काम को नहीं पढ़ा। और उन्होंने SUCH द्रव्यमान को आनुपातिकता के गुणांक के रूप में पेश किया, न कि भौतिक मात्रा के रूप में। अर्थात्, न्यूटन के "द्वितीय नियम" से लिए गए द्रव्यमान के साथ, कोई भी ऑपरेशन नहीं किया जा सकता है।

आज द्रव्यमान का अर्थ जड़ता है - और यह केवल त्वरण को रोकता है, अर्थात लेख के लेखकों के अनुसार, यह ऐसा व्यवहार करता है नकारात्मक द्रव्यमान. और यह त्रुटि अमेरिकी भौतिकविदों द्वारा द्रव्यमान के भौतिक सार की गलतफहमी का परिणाम है।

अब न्यूटन के "द्वितीय नियम" के बारे में। यह कोई कानून नहीं है। यह एक नई भौतिक मात्रा के लिए सामान्य अभिव्यक्ति है, जिसे इस अभिव्यक्ति में "एफ" अक्षर से दर्शाया जाता है और शब्द "बल" कहा जाता है। कई भौतिक मात्राएँ इस प्रकार लिखी जाती हैं, उदाहरण के लिए, l \u003d vt (पथ .) उत्पाद के बराबर हैगति समय समय), या S = ab (क्षेत्रफल लंबाई और चौड़ाई के गुणनफल के बराबर है), आदि।

दरअसल ऐसा नहीं है। न्यूटन के "नियमों" का पालन करने पर भी, उनसे यह स्पष्ट है कि द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण के केंद्रीय बल को उत्पन्न करता है, अर्थात द्रव्यमान में केन्द्रापसारक गुण होते हैं, जहाँ केवल 0 और अनंत होता है। कोई पक्ष या विपक्ष नहीं। इसलिए, भौतिकी बहुत समय पहले इस निष्कर्ष पर पहुंची थी: द्रव्यमान या तो शून्य के बराबर हो सकता है या इसका सकारात्मक मूल्य हो सकता है।

अब मैं समझाता हूं कि द्रव्यमान क्या है। काम पर एकीकृत सिद्धांतक्षेत्र में, मैं इस दिशा में कुछ प्रगति करने में सफल रहा। मास जटिल है। भौतिक मात्रा, जिसमें शामिल हैं: 1) "शरीर" में कणों की संख्या, 2) उनकी गति, 3) गति के प्रक्षेपवक्र की ज्यामिति, 4) इस प्रक्षेपवक्र के एक या दूसरे स्थान पर कणों के मिलने की संभावना। और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि एक शरीर में अनंत संख्या में द्रव्यमान होते हैं। इस संपत्ति की खोज 19वीं सदी में की गई थी प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानीमच, लेकिन फिर वह इसे समझा नहीं सका।

इसलिए, जब किसी द्रव्यमान पर बल द्वारा कार्य किया जाता है, तो कोई इस द्रव्यमान के संकेत को उसके आंदोलन की दिशा से नहीं आंक सकता है। मैं आपको एक उदाहरण दूंगा। यदि हम एक घूर्णन पिंड - एक शीर्ष - लेते हैं और उस पर एक बल लगाते हैं, तो शरीर लागू बल के लंबवत दिशा में आगे बढ़ेगा। और जाइरोस्कोप के इस गुण को स्कूल में भौतिकी में पढ़ाया जाता है। यह आपके लिए नकारात्मक द्रव्यमान है! संयुक्त राज्य अमेरिका के भौतिक विज्ञानी केवल 8 वीं कक्षा में नहीं गए।

इसके अलावा, वे स्वयं अपने प्रयोग का वर्णन करते हैं, जिसे उन्होंने एक घूर्णन शरीर के साथ किया था। यहां बताया गया है कि "प्रतिभाओं" के काम का वर्णन कैसे किया जाता है: "सहयोगियों के साथ, उन्होंने नकारात्मक द्रव्यमान के लिए स्थितियां बनाईं, रूबिडियम परमाणुओं को लगभग एक राज्य में ठंडा कर दिया। परम शून्यऔर इस प्रकार एक बोस-आइंस्टीन घनीभूत बनाना। सत्येंद्रनाथ बोस और अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा भविष्यवाणी की गई इस अवस्था में, कण बहुत धीमी गति से चलते हैं और सिद्धांतों का पालन करते हैं क्वांटम यांत्रिकीलहरों की तरह व्यवहार करें। वे एक सुपरफ्लुइड के रूप में एक साथ तालमेल बिठाते हैं और चलते हैं जो बिना ऊर्जा हानि के बहता है। ”

पर कोई ध्यान न दें डरावने शब्दघनीभूत प्रकार। बिंदु पर देखो। यहां फिर से घातक त्रुटि. लेखक संबंधित है हल्का तापमानकणों की गति के साथ, वे कहते हैं, वे धीरे-धीरे चलते हैं।

लेकिन तापमान एक धारा में कणों की गति की गति नहीं है, बल्कि एक भाग की गति की गति एक दिशा में लंबवत है! उदाहरण के लिए, यदि कोई द्रव दीवार के समानांतर बहता है, तो वह उस पर कोई दबाव नहीं डालता है। दबाव पोत की दीवार पर लंबवत प्रभाव का परिणाम है। रॉकेट इंजन विभाग में संस्थान के शिक्षकों द्वारा हमें यह पूरी तरह से अवगत कराया गया था। उनमें, प्रवाह दर मुख्य संकेतक है जिसके साथ वे काम करते हैं।

इसलिए, निम्न तापमान है लामिना का प्रवाह, और उच्च तापमान - अशांत। यहां संक्षेपण से कोई लेना-देना नहीं है।

इसके अलावा: "वाशिंगटन विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर पीटर एंगेल्स के नेतृत्व में, वेबस्टर हॉल की छठी मंजिल पर वैज्ञानिकों ने कणों को धीमा करने, उन्हें ठंडा बनाने और गर्म, उच्च-ऊर्जा कणों की अनुमति देने के लिए लेजर का उपयोग करके इन स्थितियों का निर्माण किया। भाप की तरह बचने के लिए, सामग्री को और ठंडा करना।"

यहाँ यह ठीक-ठीक बताया गया है कि अत्यधिक अनुप्रस्थ प्रवणता वाले कणों को लेज़रों द्वारा खटखटाया जाता है।

आगे: "लेजरों ने परमाणुओं को ऐसे पकड़ा जैसे वे एक सौ माइक्रोन से कम आकार के कटोरे में हों। इस स्तर पर, सुपरफ्लुइड रूबिडियम का सामान्य द्रव्यमान था। कटोरे के टूटने ने रूबिडियम को बाहर निकलने की इजाजत दी, केंद्र में रूबिडियम के विस्तार के रूप में विस्तार करने के लिए मजबूर किया गया।"

आम भाषा में अनुवादित, इसका मतलब है कि रूबिडियम परमाणुओं को लेज़रों द्वारा बनाई गई एक हस्तक्षेप संरचना में रखा गया था। इस संरचना में अपने आप में वेगों की एक जटिल ज्यामिति है। यहां किसी एक दिशा की बात करना संभव नहीं है।

आगे: "नकारात्मक द्रव्यमान बनाने के लिए, वैज्ञानिकों ने लेज़रों के दूसरे सेट का उपयोग किया जो परमाणुओं को आगे और पीछे धकेलता है, जिससे उनकी स्पिन बदल जाती है। अब, जब रूबिडियम काफी तेजी से खत्म हो जाता है, तो यह ऐसा व्यवहार करता है जैसे इसका नकारात्मक द्रव्यमान हो। "इसे धक्का दें और यह तेज हो जाएगा विपरीत दिशा", फोर्ब्स कहते हैं। "यह रूबिडियम एक अदृश्य दीवार से टकराने जैसा है।"

यहां एक और भौतिक मात्रा दृश्य में प्रवेश करती है - स्पिन। "वैक्यूम: अवधारणा, संरचना, गुण" पुस्तक पर काम करते हुए, मुझे स्पिन के बारे में भौतिकी के प्रमुख विभागों में से एक से परामर्श करना पड़ा। भौतिक संस्थानदेश। विभाग के प्रमुख ने मुझे कुछ इस तरह बताया: "मैं बीस से अधिक वर्षों से स्पिन का अध्ययन कर रहा हूं, मैंने इसके बारे में पीएचडी और डॉक्टरेट शोध प्रबंध लिखे हैं, मुझसे बेहतर कोई विशेषज्ञ नहीं है, लेकिन मैं यह नहीं समझा सकता कि स्पिन क्या है ।"

और वह सही है। स्पिन क्या है इसकी कोई स्पष्ट अवधारणा नहीं है। इसलिए, किसी ऐसी चीज को उद्देश्यपूर्ण ढंग से बदलना असंभव है, जिसके स्वरूप को आप नहीं समझते हैं। उदाहरण: कोई भी मार्टियंस की भाषा नहीं जानता है, इसलिए कोई भी इस भाषा के शब्दों का हिस्सा नहीं बदल सकता है।

मेरी व्याख्या में, स्पिन सिस्टम की अपनी मूल स्थिति में वापसी का एक संकेतक है: कितने भिन्नात्मक आंदोलनों के बाद सिस्टम एक ऐसी स्थिति में जाएगा जो पिछले एक से अप्रभेद्य है। उदाहरण के लिए, सामान्य राउंडअबाउट 1 सर्कल - यह 1 के बराबर स्पिन है। मोबियस स्ट्रिप में, स्पिन 2 है - आपको क्रमिक रूप से स्ट्रिप के दोनों किनारों पर जाने की जरूरत है। ज्या और कोज्या का चक्रण ½ होता है।

बहुत हैं विभिन्न विकल्प, लेकिन आगे-पीछे धक्का देकर स्पिन को बदलना असंभव है। स्पिन केवल उस स्थान की ज्यामिति को बदलकर बदलता है जिसके माध्यम से आंदोलन किया जाता है (मोबियस स्ट्रिप), या आंदोलन (साइन, कोसाइन) का वर्णन करने के लिए एक अलग एल्गोरिदम का उपयोग करके।

पर फिर एक बारसंयुक्त राज्य अमेरिका के भौतिकविदों ने मूर्खता को शांत कर दिया। कारण यह है कि उन्होंने प्रारंभिक प्रावधानों के सार को समझे बिना समस्याओं को हल करने का बीड़ा उठाया। और पत्रकारों ने इस "सनसनी" को एर्गोट की तरह तोड़ा।

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पर आधुनिक भौतिकीद्रव्यमान समझा जाता है विभिन्न गुणभौतिक वस्तु:

• जड़त्वीय द्रव्यमान पिंडों की जड़ता के माप की विशेषता है और न्यूटन के दूसरे नियम में प्रकट होता है। यदि एक मनमाना बल जड़त्वीय प्रणालीगिनती समान रूप से अलग-अलग प्रारंभिक को तेज करती है गतिहीन शरीर, तो इन निकायों को समान जड़त्वीय द्रव्यमान सौंपा जाता है।
• गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान उस बल को दर्शाता है जिसके साथ शरीर बाहरी के साथ बातचीत करता है गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र- वास्तव में, यह द्रव्यमान आधुनिक मेट्रोलॉजी में वजन द्वारा द्रव्यमान को मापने का आधार है, और यह शरीर स्वयं क्या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाता है (सक्रिय) गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान) - यह द्रव्यमान सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम में प्रकट होता है।
• शेष द्रव्यमान आइंस्टीन के नियम के अनुसार शरीर की कुल ऊर्जा को निर्धारित करता है।

आइंस्टीन के तुल्यता सिद्धांत में कहा गया है कि जड़त्वीय द्रव्यमान निष्क्रिय गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान के बराबर होना चाहिए, और गति के संरक्षण के नियम की आवश्यकता है कि सक्रिय और निष्क्रिय गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान समान हों। सभी प्रायोगिक साक्ष्यपर इस पलदिखाएँ कि वे वास्तव में हमेशा एक जैसे होते हैं। नकारात्मक द्रव्यमान वाले काल्पनिक कणों पर विचार करते समय, यह अनुमान लगाना महत्वपूर्ण है कि इनमें से कौन सा द्रव्यमान सिद्धांत गलत है। हालांकि, ज्यादातर मामलों में, नकारात्मक द्रव्यमान का विश्लेषण करते समय, यह माना जाता है कि तुल्यता का सिद्धांत और संवेग के संरक्षण का नियम अभी भी लागू होता है।

1957 में, हरमन बॉन्डी ने मॉडर्न फिजिक्स की समीक्षा में एक पेपर में सुझाव दिया कि द्रव्यमान या तो सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है। उन्होंने दिखाया कि अगर तीनों प्रकार के द्रव्यमान भी नकारात्मक हैं, तो इससे तार्किक विरोधाभास नहीं होता है, लेकिन नकारात्मक द्रव्यमान के अस्तित्व की स्वीकृति ही गैर-सहज प्रकार के आंदोलन का कारण बनती है।

न्यूटन के दूसरे नियम से, यह देखा जा सकता है कि एक नकारात्मक जड़त्वीय द्रव्यमान वाली वस्तु विपरीत दिशा में गति करेगी, जिसमें उसे धक्का दिया गया था, जो अजीब लग सकता है।

... इलेक्ट्रॉनों में अर्धचालक क्रिस्टलएक मजबूत विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित किए जाने पर एक नकारात्मक द्रव्यमान प्राप्त करें...

2010 में, मैक्स बॉर्न इंस्टीट्यूट (बर्लिन) के भौतिकविदों ने बताया कि एक अर्धचालक क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉन एक मजबूत विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित होने पर नकारात्मक द्रव्यमान प्राप्त करते हैं। यदि विद्युत क्षेत्र छोटा है, तो क्रिस्टल में चालन बैंड में इलेक्ट्रॉन की गति न्यूटन के नियमों का पालन करती है। इस मोड में, एक क्रिस्टलीय इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान एक मुक्त इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान का एक छोटा सा हिस्सा होता है।

शोधकर्ताओं ने दिखाया कि अत्यधिक उच्च गति पर क्रिस्टलीय इलेक्ट्रॉन पूरी तरह से अलग तरीके से व्यवहार करते हैं। उनका द्रव्यमान भी ऋणात्मक हो जाता है। जर्नल फिजिकल रिव्यू लेटर्स के एक अंक में, उन्होंने बताया कि उन्होंने बहुत ही कम समय में एक इलेक्ट्रॉन को त्वरित किया - 100 फीमटोसेकंड से लेकर 4 मिलियन किमी प्रति घंटे की गति तक। उसके बाद, इलेक्ट्रॉन रुक गया और यहां तक ​​कि विपरीत दिशा में पीछे की ओर बढ़ने लगा संचालन बल. इसे केवल इलेक्ट्रॉन के ऋणात्मक जड़त्वीय द्रव्यमान द्वारा ही समझाया जा सकता है।

इस प्रकार, क्रिस्टल के अंदर, एक इलेक्ट्रॉन, पर निर्भर करता है विद्युत क्षेत्र, गुण प्रदर्शित करता है:

• सकारात्मक द्रव्यमान वाले अर्ध-कण लेकिन बाकी द्रव्यमान से कम
• नकारात्मक जड़त्वीय द्रव्यमान वाले अर्ध-कण।

प्रयोगों में, अर्धचालक गैलियम आर्सेनाइड क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉनों को 30 एमवी / मी की क्षेत्र शक्ति और 300 फेमटोसेकंड की अवधि के साथ एक अत्यंत छोटी विद्युत पल्स द्वारा त्वरित किया गया था। समय के एक फलन के रूप में इलेक्ट्रॉन वेग को उच्च सटीकता के साथ मापा गया। परिणाम नोबेल पुरस्कार विजेता फेलिक्स बलोच की गणना के अनुरूप हैं, जो उनके द्वारा 80 साल से भी पहले की गई थी। जर्मन वैज्ञानिकों ने गैलियम आर्सेनाइड सेमीकंडक्टर में इलेक्ट्रॉनों की गति की जांच की कमरे का तापमान. उन्होंने नमूने के लिए 300 femtoseconds और 30 मिलियन वोल्ट प्रति मीटर की विद्युत क्षेत्र पल्स लागू की। उच्च परिशुद्धता के साथ इलेक्ट्रॉनों की प्रतिक्रिया को मापने के द्वारा, भौतिकविदों ने पाया कि कणों के पहले 100 फीमटोसेकंड, जैसा कि अपेक्षित था, "सही" दिशा में त्वरित हुआ, और 1111 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति हासिल करने में कामयाब रहा। लेकिन फिर वे समान अवधि में तेजी से धीमा हो गए और यहां तक ​​​​कि विपरीत दिशा में आगे बढ़ना शुरू कर दिया, जिसे केवल व्याख्या किया जा सकता है नकारात्मक अर्थएक निश्चित क्षण में इलेक्ट्रॉनों का जड़त्वीय द्रव्यमान।

प्रयोग के लेखकों का दावा है कि प्राप्त परिणाम स्विस भौतिक विज्ञानी द्वारा की गई सैद्धांतिक गणना के अनुरूप हैं, नोबेल पुरस्कार विजेताफेलिक्स बलोच 80 साल पहले। वैज्ञानिक प्रभाव को आंशिक बलोच दोलन की अभिव्यक्ति और क्रिस्टल में चार्ज ट्रांसफर के एक नए मोड के उद्भव के रूप में समझाते हैं - अल्ट्राशॉर्ट समय अंतराल पर उनका सुसंगत परिवहन। शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि यह घटनानई पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स में इस्तेमाल किया जा सकता है जो इकाइयों की श्रेणी में दसियों टेराहर्ट्ज तक संचालित होता है।

अगर हम बात करें बड़े शरीरनकारात्मक द्रव्यमान के साथ, तो उनका अस्तित्व असंभव लगता है, के दृष्टिकोण से पारंपरिक विज्ञान. नकारात्मक पदार्थकेवल बिखर सकते हैं, जबकि पदार्थ के कणों के गुरुत्वाकर्षण प्रतिकर्षण की संपत्ति, उनकी प्रकृति जो भी हो, अनिवार्य रूप से इस तथ्य की ओर ले जाती है कि ये कण गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में एक साथ नहीं आ सकते हैं। इसके अलावा, चूंकि किसी भी बल के प्रभाव में ऋणात्मक द्रव्यमान का एक कण दिशा में चलता है, विपरीत वेक्टरयह बल, तब साधारण अंतर-परमाणु अंतःक्रियाएं ऐसे कणों को "सामान्य" निकायों में नहीं बांध सकती हैं।

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नकारात्मक द्रव्यमान 90% कैडमियम ऑक्साइड, 7-5% निकल ऑक्साइड हाइड्रेट, 2-5% डीजल तेल से तैयार किया जाता है।

Alclum और DEAC बैटरियों के ऋणात्मक द्रव्यमान में Cd: Fe 4: 1 के अनुपात में कैडमियम और आयरन होते हैं; ट्यूडर कंपनी का नकारात्मक द्रव्यमान कैडमियम ऑक्साइड हाइड्रेट से 4 5% निकल और 3 5% ग्रेफाइट के साथ बनाया गया है।

नकारात्मक द्रव्यमान की अवधारणा तब उत्पन्न होती है जब कोई व्यक्ति इस तरह से पदार्थ का प्रतिनिधित्व करना चाहता है कि इलेक्ट्रॉन हर समय एक ही बाहरी क्षेत्र में चलता रहे; इस मामले में, यह मानने के अलावा और कुछ नहीं बचा है कि शून्य गति में गिरावट नकारात्मक द्रव्यमान के कारण होती है। बेशक, इस मंदी का कारण बनने वाली जाली में बल पूरी तरह से वास्तविक हैं, लेकिन प्रतिनिधित्व में नहीं। शास्त्रीय यांत्रिकी, लेकिन क्रिस्टलीय इलेक्ट्रॉनों के तरंग यांत्रिकी की अवधारणाओं में।

सामान्य रूप से नकारात्मक द्रव्यमान के कण हमारे अभ्यस्त मैक्रोस्कोपिक अभ्यावेदन के दृष्टिकोण से बहुत अजीब व्यवहार करेंगे। यदि ऐसा कण, के साथ परस्पर क्रिया करता है वातावरण, घर्षण प्रतिरोध का अनुभव करेगा, तो उसे एक सामान्य कण की तरह लगातार गति करनी होगी, और धीमा नहीं करना होगा। और यह सब इस तथ्य के कारण है कि नकारात्मक द्रव्यमान आम तौर पर सामान्य शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स का खंडन करते हैं।

नकारात्मक द्रव्यमान के कणों को मानते हुए, हम मानते हैं कि भौतिक प्रणालियों में मनमाने ढंग से बड़े हो सकते हैं सकारात्मक ऊर्जा, साथ ही मनमाने ढंग से छोटी अनिष्ट शक्तियां नीचे से किसी चीज तक सीमित नहीं हैं । माइनस कणों वाले सिस्टम की यह संपत्ति, हालांकि, थर्मोडायनामिक्स के प्रारंभिक स्वयंसिद्धों में से एक के साथ संघर्ष में है - थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति के अस्तित्व का अभिधारणा। हालाँकि, संतुलन की यह स्थिति सभी के लिए संभव नहीं है। भौतिक प्रणाली. ऐसी प्रणालियों में थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति होती है।

संशोधित नकारात्मक द्रव्यमान अस्थिरता स्वतंत्र रूप से DCX-II सुविधा पर प्रयोगों में खोजी गई थी, जहां, जैसा कि यह निकला, यह पूरी तरह से अप्रत्याशित, जिज्ञासु परिणामों की ओर जाता है।

ऋणात्मक द्रव्यमान की विधि का वर्णन करने के लिए, हम त्रिज्या R की एक गोल सजातीय प्लेट के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र को त्रिज्या के एक वृत्त के रूप में कटआउट के साथ निर्धारित करते हैं - R (चित्र। चूंकि कटआउट वाली प्लेट में समरूपता का अक्ष होता है, इसका गुरुत्व केंद्र इसी अक्ष पर स्थित है।

एक नकारात्मक आराम द्रव्यमान वाले कण के गुण काफी असामान्य होते हैं। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, m0r0 पर कण का वेग वेक्टर और उसका संवेग वेक्टर हमेशा विपरीत दिशाओं में निर्देशित होता है।

आइए मान लें कि ऋणात्मक द्रव्यमान के कणों को साधारण कणों की प्रणालियों द्वारा उत्सर्जित या अवशोषित किया जा सकता है, जैसे, उदाहरण के लिए, फोटॉन या n; - मेसन। हालांकि, एक माइनस पार्टिकल के उत्सर्जन का मतलब सिस्टम ए की ऊर्जा और गति में वृद्धि है, ठीक उसी तरह जैसा कि उसी के प्लस पार्टिकल के अवशोषण के कारण होता है (के अनुसार) निरपेक्ष मूल्य) जनता। और, इसी तरह, सिस्टम बी द्वारा माइनस-पार्टिकल का अवशोषण इस सिस्टम द्वारा प्लस-पार्टिकल के उत्सर्जन के बराबर है।

हालाँकि, एक उदाहरण के रूप में नकारात्मक द्रव्यमान कणों का उपयोग करते हुए, हम पहले ही देख चुके हैं कि ऐसी वस्तुएं हैं जिनका पारंपरिक उपकरणों द्वारा पता नहीं लगाया जा सकता है, लेकिन मौलिक रूप से नए मापने वाले उपकरणों का उपयोग करके उनका पता लगाया जा सकता है। इसलिए, किसी को काल्पनिक द्रव्यमान के कणों को दर्ज करने में सक्षम विशेष माप प्रणालियों के अस्तित्व की संभावना पर विचार करना चाहिए।

क्षारीय नकारात्मक द्रव्यमान और क्षारीय पेस्ट की तैयारी पर काम करते समय, जिसमें एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट शामिल होता है, क्षार के साथ काम करने के लिए सभी सुरक्षा आवश्यकताओं का पालन किया जाना चाहिए (अध्याय देखें।

स्पेसटाइम में काल्पनिक वर्महोल

वाशिंगटन विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला में, 0.001 मिमी³ से कम की मात्रा में बोस-आइंस्टीन घनीभूत के गठन के लिए स्थितियां बनाई गईं। कणों को एक लेजर द्वारा धीमा कर दिया गया था और उनमें से सबसे ऊर्जावान मात्रा को छोड़ने के लिए इंतजार कर रहे थे, जिसने सामग्री को और ठंडा कर दिया। इस स्तर पर, सुपरक्रिटिकल द्रव का अभी भी सकारात्मक द्रव्यमान था। यदि पोत की हेमेटिकिटी का उल्लंघन किया गया था, तो रूबिडियम परमाणु बिखर जाएंगे विभिन्न पक्ष, चूंकि केंद्रीय परमाणु चरम परमाणुओं को बाहर की ओर धकेलेंगे, और वे बल लगाने की दिशा में गति करेंगे।

एक नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान बनाने के लिए, भौतिकविदों ने लेज़रों के एक अलग सेट का उपयोग किया जिसने कुछ परमाणुओं के स्पिन को बदल दिया। जैसा कि अनुकरण भविष्यवाणी करता है, पोत के कुछ क्षेत्रों में, कणों को एक नकारात्मक द्रव्यमान प्राप्त करना चाहिए। यह सिमुलेशन (निचले आरेख में) में समय के एक समारोह के रूप में पदार्थ के घनत्व में तेज वृद्धि में स्पष्ट रूप से देखा जाता है।

चित्रा 1. बोस-आइंस्टीन घनीभूत के साथ अनिसोट्रोपिक विस्तार विभिन्न गुणांकआसंजन बल। वास्तविक परिणामप्रयोग लाल रंग में हैं, सिमुलेशन में भविष्यवाणी के परिणाम काले रंग में हैं

निचला आरेख चित्र 1 की निचली पंक्ति में मध्य फ़्रेम का एक बड़ा भाग है।

निचला आरेख उस क्षेत्र में कुल घनत्व बनाम समय का 1D सिमुलेशन दिखाता है जहां पहली बार गतिशील अस्थिरता दिखाई दी थी। बिंदीदार रेखाएं परमाणुओं के तीन समूहों को अर्ध-गति पर वेग से अलग करती हैं, जहां प्रभावी द्रव्यमान नकारात्मक (ऊपरी रेखा) बनने लगता है। दिखाया गया है न्यूनतम नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान (मध्य) का बिंदु और वह बिंदु जहां द्रव्यमान वापस आता है सकारात्मक मूल्य(जमीनी स्तर)। लाल बिंदु उन स्थानों को इंगित करते हैं जहां स्थानीय अर्ध-गति नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान के क्षेत्र में स्थित है।

रेखांकन की पहली पंक्ति से पता चलता है कि दौरान शारीरिक प्रयोगपदार्थ बिल्कुल नकली के रूप में व्यवहार करता है, जो एक नकारात्मक के साथ कणों की भविष्यवाणी करता है प्रभावी द्रव्यमान.

बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट में, कण तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं और इसलिए सकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान के सामान्य कणों की तुलना में एक अलग दिशा में प्रचार करना चाहिए।

निष्पक्षता में, यह कहा जाना चाहिए कि भौतिकविदों ने प्रयोगों के दौरान बार-बार परिणाम दर्ज किए जब नकारात्मक द्रव्यमान के गुण प्रकट हुए, लेकिन उन प्रयोगों की व्याख्या अलग-अलग तरीकों से की जा सकती थी। अब अनिश्चितता काफी हद तक समाप्त हो गई है।

जर्नल में 10 अप्रैल, 2017 को प्रकाशित वैज्ञानिक लेख शारीरिक समीक्षा पत्र(doi:10.1103/PhysRevLet.118.155301, सदस्यता द्वारा उपलब्ध)। पत्रिका को भेजने से पहले लेख की एक प्रति 13 दिसंबर, 2016 को पर पोस्ट की गई थी नि: शुल्क प्रवेश arXiv.org पर (arXiv:1612.04055)।

स्पेसटाइम में काल्पनिक वर्महोल

वाशिंगटन विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला में, 0.001 मिमी³ से कम की मात्रा में बोस-आइंस्टीन घनीभूत के गठन के लिए स्थितियां बनाई गईं। कणों को एक लेजर द्वारा धीमा कर दिया गया था और उनमें से सबसे ऊर्जावान मात्रा को छोड़ने के लिए इंतजार कर रहे थे, जिसने सामग्री को और ठंडा कर दिया। इस स्तर पर, सुपरक्रिटिकल द्रव का अभी भी सकारात्मक द्रव्यमान था। पोत में रिसाव की स्थिति में, रूबिडियम परमाणु अलग-अलग दिशाओं में बिखर जाएंगे, क्योंकि केंद्रीय परमाणु चरम परमाणुओं को बाहर की ओर धकेलेंगे, और वे बल के आवेदन की दिशा में तेजी लाएंगे।

एक नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान बनाने के लिए, भौतिकविदों ने लेज़रों के एक अलग सेट का उपयोग किया जिसने कुछ परमाणुओं के स्पिन को बदल दिया। जैसा कि अनुकरण भविष्यवाणी करता है, पोत के कुछ क्षेत्रों में, कणों को एक नकारात्मक द्रव्यमान प्राप्त करना चाहिए। यह सिमुलेशन (निचले आरेख में) में समय के एक समारोह के रूप में पदार्थ के घनत्व में तेज वृद्धि में स्पष्ट रूप से देखा जाता है।

चित्रा 1. बोस-आइंस्टीन के अनिसोट्रोपिक विस्तार विभिन्न संयोजी बल गुणांक के साथ घनीभूत होते हैं। प्रयोग के वास्तविक परिणाम लाल रंग में हैं, सिमुलेशन में भविष्यवाणी के परिणाम काले रंग में हैं

निचला आरेख चित्र 1 की निचली पंक्ति में मध्य फ़्रेम का एक बड़ा भाग है।

निचला आरेख उस क्षेत्र में कुल घनत्व बनाम समय का 1D सिमुलेशन दिखाता है जहां पहली बार गतिशील अस्थिरता दिखाई दी थी। बिंदीदार रेखाएं परमाणुओं के तीन समूहों को अर्ध-गति पर वेग से अलग करती हैं, जहां प्रभावी द्रव्यमान नकारात्मक (ऊपरी रेखा) बनने लगता है। न्यूनतम नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान का बिंदु दिखाया गया है (मध्य) और वह बिंदु जहां द्रव्यमान सकारात्मक मूल्यों (निचली रेखा) पर लौटता है। लाल बिंदु उन स्थानों को इंगित करते हैं जहां स्थानीय अर्ध-गति नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान के क्षेत्र में स्थित है।

रेखांकन की पहली पंक्ति से पता चलता है कि भौतिकी प्रयोग के दौरान, पदार्थ ने बिल्कुल नकली जैसा व्यवहार किया, जो एक नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान वाले कणों की उपस्थिति की भविष्यवाणी करता है।

बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट में, कण तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं और इसलिए सकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान के सामान्य कणों की तुलना में एक अलग दिशा में प्रचार करना चाहिए।

निष्पक्षता में, यह कहा जाना चाहिए कि भौतिकविदों ने प्रयोगों के दौरान बार-बार परिणाम दर्ज किए जब नकारात्मक द्रव्यमान के गुण प्रकट हुए, लेकिन उन प्रयोगों की व्याख्या अलग-अलग तरीकों से की जा सकती थी। अब अनिश्चितता काफी हद तक समाप्त हो गई है।

जर्नल में 10 अप्रैल, 2017 को प्रकाशित वैज्ञानिक लेख शारीरिक समीक्षा पत्र(doi:10.1103/PhysRevLet.118.155301, सदस्यता द्वारा उपलब्ध)। जर्नल में प्रस्तुत करने से पहले लेख की एक प्रति 13 दिसंबर, 2016 को सार्वजनिक डोमेन में arXiv.org (arXiv:1612.04055) पर रखी गई थी।