Negatibong masa ng bagay. Malaking encyclopedia ng langis at gas

Ang mga mananaliksik mula sa University of Washington (USA) ay nakamit mula sa rubidium atoms ang pag-uugali ng isang substance na may negatibong mabisang masa. Nangangahulugan ito na ang mga atomo na ito ay hindi lumipad sa direksyon ng vector ng impluwensyang ito sa ilalim ng panlabas na impluwensya. Sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kondisyon, kumilos sila na parang tumakbo sila sa isang hindi nakikitang pader sa tuwing lalapit sila sa mga hangganan ng isang rehiyon na may napakaliit na volume. Ang kaukulang isa ay nai-publish sa Mga Liham ng Pagsusuri sa Pisikal. Ang eksperimento ay na-misinterpret ng media bilang "lumilikha ng bagay na may negatibong masa" (sa teorya, pinapayagan ka nitong lumikha ng mga wormhole para sa malayong lugar. paglalakbay sa kalawakan). Sa katunayan, ang pagkuha ng isang sangkap na may negatibong masa, kung maaari, ay higit pa sa kung ano ang makakamit modernong agham at mga teknolohiya.

Ang mga atomo ng rubidium ay pinilit na lumipat sa direksyon na kabaligtaran sa vector ng puwersa na inilapat sa kanila. Napagkamalan ito ng media bilang ang paglikha ng isang sangkap na may "negatibong masa"

Ang mga may-akda ng gawain ay pinabagal ang mga atomo ng rubidium na may isang laser (ang pagbaba sa bilis ng isang butil ay nangangahulugan ng paglamig nito). Sa ikalawang yugto ng paglamig, ang pinaka-masiglang mga atomo ay pinahintulutan na umalis sa pinalamig na dami. Lalo siyang pinalamig nito, kung paanong pinalamig ng evaporation ng mga refrigerant atoms ang mga nilalaman ng refrigerator sa bahay. Sa ikatlong yugto, isang iba't ibang hanay ng mga laser ang ginamit, ang mga pulso kung saan nagbago ang pag-ikot (pinasimple, ang direksyon ng pag-ikot sa paligid. sariling axis) bahagi ng mga atomo.

Dahil ang ilang mga atomo sa pinalamig na dami ay patuloy na may normal na pag-ikot, habang ang iba ay nakatanggap ng kabaligtaran, ang kanilang pakikipag-ugnayan sa isa't isa ay nakakuha ng isang hindi pangkaraniwang karakter. Sa normal na pag-uugali, ang mga atomo ng rubidium na nagbabanggaan ay lilipad papasok magkaibang panig. Itutulak ng mga gitnang atomo ang mga sukdulan palabas, pinabilis ang mga ito sa direksyon ng paggamit ng puwersa (vector ng paggalaw ng unang atom). Dahil sa hindi pagkakapare-pareho sa mga pag-ikot, sa pagsasagawa, ang mga atomo ng rubidium na pinalamig sa maliliit na praksyon ng isang kelvin ay hindi lumipad nang magkahiwalay pagkatapos ng mga banggaan, na natitira sa paunang volume, na katumbas ng humigit-kumulang isang libo ng isang cubic millimeter. Sa labas, parang may nabangga silang pader na hindi nakikita.

Isang napakalayo na pagkakatulad para sa isang pangkat ng mga atom na may iba't ibang mga spin - isang banggaan ng dalawa o higit pa mga bola ng soccer, ang side impact ay na-pre-twisted bago umikot sa paligid ng axis nito sa iba't ibang direksyon. Malinaw na ang mga direksyon at bilis ng kanilang paggalaw pagkatapos ng banggaan ay mag-iiba nang malaki mula sa parehong mga resulta para sa mga ordinaryong bola. Ngunit ito ay hindi nangangahulugan na ang mga bola ay nagbago ang kanilang pisikal na masa. Tanging ang likas na katangian ng kanilang pakikipag-ugnayan sa isa't isa ay nagbago. Gayundin sa eksperimento, ang masa ng mga atomo ay hindi naging negatibo. Sa isang gravitational field, bababa pa rin sila. Ang talagang nagbago ay kung saan lamang sila lumipat pagkatapos ng banggaan sa iba pang katulad na mga atomo, ngunit "umiikot" sa paligid ng kanilang axis sa kabilang direksyon.

Ang pag-uugali ng rubidium atoms sa eksperimento ay tumutugma sa kahulugan ng negatibong epektibong masa sa pisika. Ito ay ginagamit, halimbawa, sa paglalarawan ng pag-uugali ng isang electron sa kristal na sala-sala. Para sa kanya, ang pormal na masa ay nakasalalay sa direksyon ng paggalaw na may kaugnayan sa mga axes ng kristal. Ang paglipat sa isang direksyon, magpapakita ito ng isang pagkakaiba (scattering), sa isa pa - isa pa. Ang konsepto ng epektibong masa ay ipinakilala para sa kanila dahil kung hindi, kapag inilalarawan ang kanilang pagkalat sa pamamagitan ng mga formula, ang masa ay magsisimulang umasa sa enerhiya, na hindi masyadong maginhawa para sa mga kalkulasyon. Ang isang halimbawa ng isang negatibong epektibong masa ay ang pag-uugali ng mga butas sa semiconductors, na kailangang harapin ng bawat gumagamit ng modernong electronics.

Karamihan sa mga media, kabilang ang mga Ruso, ay binigyang-kahulugan ang eksperimento bilang paglikha ng isang sangkap na may negatibong masa. Sa teorya, ang bagay na may katulad na mga katangian ay maaaring gamitin upang panatilihing gumagana ang mga wormhole, na nagpapahintulot sa malayuang paglalakbay sa espasyo at oras sa halos zero na oras. Ang praktikal na posibilidad ng paglikha ng naturang sangkap, pati na rin ang mga wormhole mismo, ay hindi pa napatunayan. Kahit na posible, hindi makatotohanang makuha ito gamit ang mga modernong teknikal na kakayahan ng sangkatauhan.

AT teoretikal na pisika, negatibong masa ay ang konsepto ng isang hypothetical substance na ang masa ay may kabaligtaran na halaga ng masa normal na bagay(tulad ng isang electric charge ay maaaring maging positibo at negatibo). Halimbawa, -2 kg. Ang nasabing bagay, kung ito ay umiiral, ay lalabag sa isa o higit pang mga masiglang kondisyon at magpapakita ng ilang kakaibang katangian. Ayon sa ilang haka-haka na teorya, ang negatibong mass matter ay maaaring gamitin upang lumikha ng mga wormhole ( mga wormhole) sa espasyo-panahon.

Parang ganap na pantasya, ngunit...

Sa unang pagkakataon sa kasaysayan ng agham, ang mga physicist mula sa Unibersidad ng Washington ay muling nilikha ang mga kondisyon kung saan ang bagay, isang tiyak na uri ng likido, ay nagpapakita ng mga katangian ng "negatibong masa". Ang pag-uugali ng likidong ito ay ganap na naaayon sa konsepto ng isang negatibong masa, kapag ang isang puwersang vector na kumikilos sa isang tiyak na direksyon ay inilapat dito, ang likidong ito ay nagsisimulang gumalaw nang may pagbilis sa kabaligtaran na direksyon. Ang gayong epekto ay mahirap makuha kahit na sa laboratoryo, "ngunit maaari itong magamit upang pag-aralan at ipaliwanag ang ilang hindi maipaliwanag na astrophysical phenomena dati," paliwanag ni Michael Forbes, propesor ng pisika at astronomiya sa Unibersidad ng Washington.

Mula sa isang hypothetical na pananaw, ang matter ay maaaring magkaroon ng negatibong masa sa parehong paraan na ang mga electric charge ay may positibo o negatibong polarity. Ang mga tao ay napakabihirang mag-isip tungkol sa aspetong ito, dahil sa mundo sa paligid natin tanging ang "positibong" bahagi ng masa ay ipinahayag. Ayon sa ikalawang batas ni Newton, kung ilalapat mo ang isang pare-parehong puwersa sa isang bagay, ito ay lilipat kasama patuloy na acceleration sa direksyon ng puwersang ito.

"Sa batayan ng Ikalawang Batas ni Newton, halos lahat ng nakikita natin sa ating paligid ay gumagana," sabi ni Michael Forbes, "Gayunpaman, ang bagay na may negatibong masa ay tumutugon sa puwersa na inilapat dito sa ganap na kabaligtaran na paraan, nagsisimula itong lumipat sa direksyon. ng puwersang inilapat dito."


Figure 1. Anisotropic expansion ng isang Bose-Einstein condensate na may iba't ibang coefficient pwersa ng pagdirikit. Mga Tunay na Resulta ang mga eksperimento ay nasa pula, ang mga resulta ng hula sa simulation ay nasa itim

Ang ibabang chart ay isang pinalaki na seksyon ng gitnang frame sa ibabang hilera ng Figure 1. Ang ibabang chart ay nagpapakita ng 1D simulation ng kabuuang density kumpara sa oras sa rehiyon kung saan unang lumitaw ang dynamic na kawalang-tatag.

Ang tinatawag na Bose-Einstein condensate, isang ulap ng rubidium atoms ay lumamig halos sa isang temperatura ganap na zero. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, ang thermal motion ng mga particle ay halos humihinto at, salamat sa unahan ng mga batas quantum mechanics, nakukuha nitong ulap ng mga atom function ng alon at kumikilos tulad ng isang malaking solidong atom. Bilang karagdagan, ang Bose-Einstein condensate, dahil sa sabay-sabay na paggalaw ng mga atom, ay may mga katangian ng isang superfluid, isang superfluid na likido, ang koepisyent ng lagkit na kung saan ay sero.

Sa tulong ng ilaw ng laser na may ilang partikular na mga parameter, pinabagal ng mga siyentipiko ang mga atomo ng rubidium nang halos ganap na huminto, at ang mga "mainit" na mga atomo na hindi maaaring pabagalin ay pinaalis mula sa puwang ng bitag gamit ang parehong ilaw ng laser. Ang bitag kung saan ang Bose-Einstein condensate ay "hinimok" ay may spherical na hugis at sukat na 100 microns lamang. Sa sandaling ito, ang condensate ay mayroon pa ring karaniwang "positibong" masa, ngunit ang intensyonal na paglabag sa integridad ng bitag ay humantong sa paglabag sa perpektong spherical na hugis ng condensate, at ang mga atom ng rubidium ay nagmadaling lumabas sa bitag.

At sa sandaling iyon nagsimula ang pinaka-kawili-wili. Gumamit ang mga siyentipiko ng isang hanay ng mga karagdagang laser na nagbago sa direksyon ng pag-ikot ng mga atomo ng rubidium. At pagkatapos ng naturang "paggamot" ang condensate superfluid ay nakakuha ng mga katangian ng isang negatibong masa. "Sa sandaling maabot ng mga atomo ang hangganan ng mass transition mula sa positibo patungo sa negatibong rehiyon, sila ay bumibilis nang husto sa magkasalungat na daan"- sabi ni Michael Forbes, - "Ito ay tulad ng rubidium atoms ay makikita mula sa isang hindi nakikitang pader."

Ang pamamaraan sa itaas para sa pagkuha ng bagay na may "negatibong" masa ay nagpapahintulot sa mga siyentipiko na maiwasan ang ilan sa mga problema at problema na nakatagpo ng mga siyentipiko sa mga nakaraang katulad na pagtatangka. "Salamat sa kumpleto at tumpak na kontrol ng lahat ng mga parameter ng eksperimento, nagawa naming muling likhain ang mga kondisyon kung saan lumilitaw ang isang malinaw na hangganan ng "reversal of polarity" ng mass of matter sa experimental area," sabi ni Michael Forbes , "Maaaring mangyari ang isang katulad na bagay sa kailaliman ng mga kakaibang bagay na pang-astronomiya, tulad ng mga neutron star, black hole at siksik na kumpol. madilim na bagay. Ngayon ay mayroon kaming pagkakataon na mag-eksperimento at gayahin sa mga pangunahing phenomena ng laboratoryo na nangyayari lamang sa isang napaka-espesipiko kapaligiran ang mga bagay sa kalawakan sa itaas"

Upang manatiling napapanahon sa mga bagong post sa blog na ito may Telegram channel. Mag-subscribe, magkakaroon ng mga kagiliw-giliw na impormasyon na wala sa blog!

Ngunit ipinangako na sa atin na sa lalong madaling panahon ang likidong dumadaloy sa sarili ay dadaloy sa mga gripo nang mag-isa, at ngayon ay nagkakaroon tayo ng Ikaanim na Pagkalipol. Hindi pa katagal, ang isang artipisyal na utak ay lumaki at, sa unang pagkakataon, ang mga organo ay matagumpay na nagyelo at natunaw.

Nai-save

Hypothetical wormhole sa spacetime

Sa laboratoryo ng Unibersidad ng Washington, ang mga kundisyon ay nilikha para sa pagbuo ng isang Bose-Einstein condensate sa dami na mas mababa sa 0.001 mm³. Ang mga particle ay pinabagal ng isang laser at naghintay para sa pinaka-energetic sa kanila na umalis sa lakas ng tunog, na higit pang pinalamig ang materyal. Sa yugtong ito, ang supercritical fluid ay mayroon pa ring positibong masa. Kung sakaling may tumagas sa sisidlan, ang mga atomo ng rubidium ay magkakalat sa iba't ibang direksyon, dahil itutulak ng mga gitnang atomo ang mga sukdulang atom palabas, at sila ay magpapabilis sa direksyon ng paggamit ng puwersa.

Upang lumikha ng negatibong epektibong masa, gumamit ang mga physicist ng ibang hanay ng mga laser na nagpabago sa pag-ikot ng ilang mga atomo. Tulad ng hinuhulaan ng simulation, sa ilang mga lugar ng sisidlan, ang mga particle ay dapat makakuha ng negatibong masa. Ito ay malinaw na nakikita sa matalim na pagtaas sa density ng bagay bilang isang function ng oras sa mga simulation (sa mas mababang diagram).


Figure 1. Anisotropic expansion ng isang Bose-Einstein condensate na may iba't ibang cohesive force coefficients. Ang mga tunay na resulta ng eksperimento ay pula, ang mga resulta ng hula sa simulation ay nasa itim

Ang ilalim na diagram ay isang pinalaki na seksyon ng gitnang frame sa ibabang hilera ng Figure 1.

Ang diagram sa ibaba ay nagpapakita ng 1D simulation ng kabuuang density kumpara sa oras sa rehiyon kung saan unang lumitaw ang dynamic na kawalang-tatag. Ang mga tuldok na linya ay naghihiwalay sa tatlong grupo ng mga atom na may mga bilis sa quasi-momentum , kung saan ang epektibong masa ay nagsisimulang maging negatibo (itaas na linya). Ang punto ng pinakamababang negatibong epektibong masa ay ipinapakita (gitna) at ang punto kung saan ang masa ay bumalik sa mga positibong halaga (ibabang linya). Ang mga pulang tuldok ay nagpapahiwatig ng mga lugar kung saan ang lokal na quasi-momentum ay nasa rehiyon ng negatibong epektibong masa.

Ang pinakaunang hilera ng mga graph ay nagpapakita na habang pisikal na eksperimento ang bagay ay kumilos nang eksakto alinsunod sa mga resulta ng simulation, na hinuhulaan ang hitsura ng mga particle na may negatibong epektibong masa.

Sa isang Bose-Einstein condensate, ang mga particle ay kumikilos tulad ng mga alon at samakatuwid ay nagpapalaganap sa ibang direksyon kaysa sa normal na mga particle ng positibong mabisang masa ay dapat magpalaganap.

In fairness, dapat sabihin na ang mga physicist ay paulit-ulit na nagtala ng mga resulta sa panahon ng mga eksperimento kapag ang mga katangian ng matter ng negatibong masa ay ipinakita, ngunit ang mga eksperimentong iyon ay maaaring bigyang-kahulugan sa iba't ibang paraan. Ngayon ang kawalan ng katiyakan ay higit na inalis.

Ang artikulong pang-agham na inilathala noong Abril 10, 2017 sa journal Mga Liham ng Pagsusuri sa Pisikal(doi:10.1103/PhysRevLett.118.155301, available sa pamamagitan ng subscription). Ang isang kopya ng artikulo bago ito ipadala sa journal ay nai-post noong Disyembre 13, 2016 sa libreng pag-access sa arXiv.org (arXiv:1612.04055).

Inirerekomendang panoorin sa 1280 x 800 na resolution


"Technique-youth", 1990, No. 10, p. 16-18.

Na-scan ni Igor Stepikin

Tribune ng matapang na hypotheses

Ponkrat BORISOV, inhinyero
Negatibong Misa: Libreng Paglipad patungong Infinity

  • Ang mga artikulo sa paksang ito ay lumilitaw sa dayuhan at Soviet physics journal sa pana-panahon nang higit sa 30 taon. Ngunit ang kakaiba, tila hindi pa rin sila nakakaakit ng atensyon ng mga sikat. Ngunit ang problema ng negatibong masa, at kahit na sa mahigpit pang-agham na setting- isang magandang regalo para sa mga mahilig sa mga kabalintunaan ng modernong pisika, at mga manunulat ng science fiction. Ngunit ganoon ang ari-arian espesyal na panitikan: ang sensasyon dito ay maaaring manatiling nakatago sa loob ng mga dekada ...
  • Kaya, nag-uusap kami tungkol sa isang hypothetical na anyo ng bagay, na ang masa nito ay kabaligtaran sa sign sa karaniwan. Ang tanong ay agad na lumitaw: ano ang ibig sabihin nito? At agad itong nagiging malinaw: hindi napakadali na tukuyin nang tama ang konsepto ng negatibong masa.
  • Walang alinlangan, dapat itong magkaroon ng pag-aari ng gravitational repulsion. Ngunit lumalabas na ito lamang ay hindi sapat. Sa modernong pisika, apat na uri ng masa ang mahigpit na nakikilala:
  • gravitational active - ang nakakaakit (kung ito ay positibo, siyempre);
  • gravitational passive - ang naaakit;
  • hindi gumagalaw, na nakakakuha ng isang tiyak na acceleration sa ilalim ng pagkilos ng isang inilapat na puwersa (a \u003d F / m);
  • panghuli, ang rest mass ni Einstein, na nagtatakda ng kabuuang enerhiya ng katawan (E = mC 2).
  • Sa balangkas ng pangkalahatang tinatanggap na mga teorya, lahat sila ay pantay-pantay sa magnitude. Ngunit ito ay kinakailangan upang makilala sa pagitan ng mga ito, at ito ay nagiging malinaw kapag sinusubukang matukoy ang negatibong masa. Ang katotohanan ay ito ay magiging ganap na kabaligtaran sa karaniwan lamang kung ang lahat ng apat na uri nito ay magiging negatibo.
  • Batay sa diskarteng ito, sa pinakaunang artikulo sa paksang ito, na inilathala noong 1957, English physicist X. Tinukoy ni Bondy ang mga pangunahing katangian ng "minus-mass" sa pamamagitan ng mahigpit na mga patunay.
  • Maaaring hindi masyadong mahirap na ulitin ang mga ito dito, dahil ang mga ito ay nakabatay lamang sa Newtonian mechanics. Ngunit ito ay kalat sa aming kuwento, at pagkatapos ay mayroong maraming pisikal at matematika na "mga subtleties". Samakatuwid, dumiretso tayo sa mga resulta, lalo na't medyo malinaw ang mga ito.
  • Una, ang "minus matter" ay dapat na gravitationally pagtataboy sa anumang iba pang mga katawan, iyon ay, hindi lamang sa negatibo, kundi pati na rin sa positibong masa (samantalang ang ordinaryong bagay, sa kabaligtaran, ay palaging umaakit sa bagay ng parehong uri). Dagdag pa, sa ilalim ng pagkilos ng anumang puwersa, hanggang sa puwersa ng pagkawalang-kilos, dapat itong lumipat sa direksyon kabaligtaran ng vector lakas na ito. At sa wakas, ang kabuuang Einstein energy nito ay dapat na negatibo din.
  • Samakatuwid, sa pamamagitan ng paraan, dapat itong bigyang-diin na ang ating kamangha-manghang bagay- hindi antimatter, ang masa nito ay itinuturing pa ring positibo. Halimbawa, ni modernong ideya, "Anti-Earth" mula sa antimatter ay iikot sa Araw sa eksaktong kaparehong orbit ng ating planetang tahanan.
  • Ang lahat ng ito ay halos halata. Ngunit pagkatapos ay magsisimula ang hindi kapani-paniwala.
  • Kunin natin ang parehong gravity. Kung ang dalawang ordinaryong katawan ay umaakit at lumalapit, at ang dalawang antimass ay nagtataboy at nagkalat, ano ang mangyayari sa gravitational interaction ng mga masa ng iba't ibang mga palatandaan?
  • Hayaan na pinakasimpleng kaso: isang katawan (sabihin nating bola) na gawa sa bagay na may negatibong masa -M ay nasa likod ng isang bagay (tawagin natin itong "rocket" - ngayon ay malalaman natin kung bakit) na may katumbas na positibong masa +M. Ito ay malinaw na ang gravitational field ng bola ay nagtataboy sa rocket, habang ito mismo ang umaakit sa bola. Ngunit ito ay sumusunod mula dito (ito ay muling mahigpit na pinatunayan) na ang buong sistema ay lilipat sa isang tuwid na linya na nagkokonekta sa mga sentro ng dalawang masa, na may patuloy na acceleration na proporsyonal sa lakas ng gravitational interaction sa pagitan nila!
  • Siyempre, sa unang sulyap, ang larawang ito ng kusang, walang dahilan na paggalaw ay "nagpapatunay" lamang ng isang bagay: ang antimass na may mga katangian na iniugnay natin dito sa kahulugan mula pa sa simula ay hindi maaaring umiral. Pagkatapos ng lahat, nakatanggap kami, tila, isang buong grupo ng mga paglabag sa mga pinaka-hindi nababagong batas.
  • Well, hindi ba't ang batas ng konserbasyon ng momentum, halimbawa, ay tahasang nilalabag dito? Parehong katawan, nang walang dahilan, ay nagmamadali sa parehong direksyon, habang walang gumagalaw sa kabilang direksyon. Ngunit tandaan na ang isa sa masa ay negatibo! Ngunit nangangahulugan ito na ang salpok nito, anuman ang bilis, ay may minus sign: (-M) V, at pagkatapos kabuuang salpok zero pa rin ang two-body system!
  • Ang parehong ay totoo para sa kabuuang kinetic energy ng system. Habang ang mga katawan ay nagpapahinga, ito ay katumbas ng zero. Ngunit gaano man kabilis ang paggalaw nila, walang nagbabago: ang negatibong masa ng bola, alinsunod sa pormula (-M)V 2/2, ay nag-iipon ng negatibong kinetic energy, na eksaktong nagbabayad para sa pagtaas positibong enerhiya mga rocket.
  • Kung ang lahat ng ito ay tila walang katotohanan, kung gayon marahil ay "i-knock out ang isang wedge na may isang wedge" - subukan nating kumpirmahin ang isang kahangalan sa isa pa? Mula noong ika-anim na baitang, alam natin na ang sentro ng equal point mass (siyempre positibo) ay nasa gitna sa pagitan nila. Kaya - paano mo gusto ang sumusunod na output? Ang sentro ng pantay na punto ng masa ng MAGKAIBANG SIGN ay namamalagi, bagaman sa isang tuwid na linya na dumadaan sa kanila, ngunit hindi sa loob, ngunit sa LABAS ng segment na kumukonekta sa kanila, sa puntong ±Ґ ?!
  • Well, mas madali ba?
  • Sa pamamagitan ng paraan, ang konklusyon na ito ay medyo elementarya, at lahat ay maaaring ulitin ito kung nais nila, pagmamay-ari ng pisika sa antas ng parehong ikaanim na baitang.
  • Ang sinumang hindi naniniwala sa isang salita at gustong matiyak na tama ang lahat ng kalkulasyon ay maaaring sumangguni sa isa sa pinakabagong mga publikasyon sa paksang ito - artikulo Amerikanong pisiko R. Ipasa ang "Rocket engine sa sangkap ng negatibong masa", na inilathala sa isinalin na magazine " Aerospace Engineering» Blg. 4 para sa 1990.
  • Ngunit, marahil, iniisip ng sopistikadong mambabasa na kahit na walang anumang mga kalkulasyon ay naiintindihan niya kung saan ang "linden" ay nadulas sa kanya? Sa katunayan: sa lahat ng matikas na argumentong ito, ang tanong ay patahimikin: saan nagmula ang gayong kahanga-hangang misa? Pagkatapos ng lahat, anuman ang pinagmulan nito, kakailanganin ng enerhiya upang "i-extract", "paggawa" o, sabihin nating, ihatid ito sa pinangyarihan ng aksyon, na nangangahulugang ...
  • Naku, sopistikadong mambabasa! Ang enerhiya, siyempre, ay kakailanganin, ngunit muli ay negatibo. Walang magagawa: sa formula ni Einstein para sa kabuuang enerhiya ng katawan E = Ms 2, ang ating kahanga-hangang masa ay may parehong minus sign. Nangangahulugan ito na ang "produksyon" ng isang pares ng mga katawan na may PANTAY na masa ng IBA'T IBANG palatandaan ay mangangailangan ng ZERO kabuuang enerhiya. Ang parehong naaangkop sa paghahatid, at sa anumang iba pang mga manipulasyon.
  • Hindi - gaano man kabalintunaan ang lahat ng mga resultang ito, ang mga mahigpit na konklusyon ay nagsasabi na ang pagkakaroon ng antimass ay hindi sumasalungat hindi lamang sa Newtonian mechanics, kundi pati na rin pangkalahatang teorya relativity. Hindi posible na makahanap ng anumang lohikal na pagbabawal sa pagkakaroon nito.
  • Well - kung ang teorya ay "pinapayagan", pagkatapos ay isipin natin, halimbawa, - kung ano ang maaaring mangyari kapag pisikal na pakikipag-ugnayan dalawang magkaparehong particle ng matter na may plus at minus na masa? Sa "ordinaryong" antimatter, ang lahat ay malinaw: ang paglipol ay magaganap sa paglabas ng kabuuang enerhiya ng parehong mga katawan. Ngunit kung ang isa sa dalawang pantay na masa ay negatibo, kung gayon ang kanilang kabuuang enerhiya, gaya ng naintindihan natin, ay zero. Ngunit ANO ang mangyayari sa kanila sa katotohanan - ito ay isang katanungan na higit pa sa teorya.
  • Malalaman lamang ang kahihinatnan ng naturang kaganapan empirically. Imposibleng "kalkulahin" ito - pagkatapos ng lahat, wala tayong ideya tungkol sa "mekanismo ng pagkilos" ng negatibong masa, ang " panloob na kaayusan”(bilang, gayunpaman, hindi namin alam ito tungkol sa masa ng karaniwan). Theoretically, isang bagay ang malinaw: sa anumang kaso, ang kabuuang enerhiya ng system ay mananatiling zero. Kami ay may karapatan na maglagay lamang ng isang HYPOTHESIS, tulad ng ginagawa ng parehong Forward. Ayon sa kanyang palagay, pisikal na pakikipag-ugnayan dito ito ay hindi humahantong sa paglipol, ngunit sa tinatawag na "pagpawalang-bisa", iyon ay, ang "tahimik" na magkaparehong paglipol ng mga particle, ang kanilang pagkawala nang walang anumang paglabas ng enerhiya.
  • Ngunit, inuulit namin, isang eksperimento lamang ang maaaring kumpirmahin o pabulaanan ang hypothesis na ito.
  • Para sa parehong mga kadahilanan, wala kaming alam tungkol sa kung paano "gumawa" ng negatibong masa (kung posible man). Ang teorya ay nagsasaad lamang na ang dalawang pantay na masa kabaligtaran ng tanda sa prinsipyo, maaari silang lumabas nang walang anumang mga gastos sa enerhiya. At sa sandaling lumitaw ang gayong pares ng mga katawan, ito ay lilipad, bumibilis, sa isang tuwid na linya hanggang sa kawalang-hanggan...
  • Si R. Forward sa kanyang artikulo ay "nagdisenyo" na ng negatibong mass engine na maaaring magdadala sa atin sa anumang punto sa Uniberso sa anumang acceleration na itinakda natin. Ito ay lumiliko na ang lahat ng kailangan para dito ay ... isang pares ng magagandang bukal (lahat ng mga pakikipag-ugnayan ng "minus-mass" sa karaniwan sa pamamagitan ng nababanat na pwersa, siyempre, ay kinakalkula din nang detalyado).
  • Kaya, ilagay natin ang ating kahanga-hangang masa, katumbas ng laki ng masa ng rocket, sa gitna ng "compartment ng makina" nito. Kung kailangan mong lumipad pasulong, iunat ang spring mula sa likod na dingding at ikabit ang negatibong mass body nito. Dahil agad sa kanilang "pervert" mga inertial na katangian hindi ito magmamadali kung saan ito hinila, ngunit sa eksaktong kabaligtaran na direksyon, i-drag ang rocket kasama nito na may isang acceleration na proporsyonal sa puwersa ng pag-igting sa tagsibol.
  • Upang ihinto ang acceleration, ito ay sapat na upang i-unhook ang spring. At upang pabagalin at ihinto ang barko, kailangan mong gumamit ng pangalawang spring na nakakabit sa front wall ng engine compartment.
  • At gayon pa man mayroong isang bahagyang pagpapabulaanan ng "libreng makina"! Totoo, nagmula ito sa isang ganap na hindi inaasahang panig. Ngunit higit pa tungkol doon sa dulo.
  • Pansamantala, maghanap tayo ng mga lugar kung saan maaaring magkaroon ng malaking halaga ng negatibong masa. Ang ganitong mga lugar ay iminungkahi ng mga higanteng void na matatagpuan sa malakihang tatlong-dimensional na mga mapa ng pamamahagi ng mga kalawakan sa Uniberso - ang pinaka-kagiliw-giliw na phenomena sa kanilang sarili. Gaya ng makikita mula sa fig. 2, ang mga sukat ng mga cavity na ito, na tinatawag ding "bubbles", ay humigit-kumulang 100 milyong light years (samantalang ang mga sukat ng ating Galaxy ay mga 0.06 million light years). Kaya, sa pinakamalaking sukat, ang Uniberso ay may "mabula" na istraktura.
  • Ang mga hangganan ng mga bula ay malinaw na minarkahan ng mga kumpol isang malaking bilang mga kalawakan. Halos walang mga bula sa loob, at kung sila ay matatagpuan doon, kung gayon ang mga ito ay napaka hindi pangkaraniwang mga bagay. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng spectra ng malakas na high-frequency radiation. Pinaniniwalaan na ngayon na ang mga bula ay naglalaman ng mga "nabigo" na mga kalawakan o mga ulap ng gas ng ordinaryong hydrogen.
  • Ngunit posible bang ipagpalagay na ang "mabula" na istraktura ng Uniberso ay ang resulta ng pagbuo nito mula sa parehong bilang ng mga particle ng negatibo at positibong masa? Sa pamamagitan ng paraan, ang isang napaka-kaakit-akit na kahihinatnan ay sumusunod mula sa naturang paliwanag: ang kabuuang masa ng Uniberso ay palaging at nananatiling katumbas ng zero. Pagkatapos ay ang mga bula ay mga natural na lugar para sa minus-mass, ang mga particle na may posibilidad na maghiwa-hiwalay hangga't maaari mula sa isa't isa. At ang positibong masa ay itinulak sa ibabaw ng mga bula, kung saan, sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng grabidad, bumubuo ito ng mga kalawakan at mga bituin. Dito natin maaalala ang artikulo ni A. A. Baranov, na lumitaw noong 1971 sa No. 11 ng journal na Izvestia Vuzov. Physics". May isinasaalang-alang modelo ng kosmolohiya Uniberso na may mga particle na may mga masa ng parehong mga palatandaan. Gamit ang modelong ito, ipinaliwanag ng may-akda ang mga pang-eksperimentong pagtatantya ng cosmological constant at ang Hubble redshift, pati na rin ang ilang maanomalyang phenomena naobserbahan sa mga nakikipag-ugnayang kalawakan.
  • Isa pa posibleng tanda malalaking dami negatibong masa - ang pagkakaroon ng napakabilis na "agos" sa malalaking istruktura ng Uniberso. Kaya, ang supercluster na naglalaman ng ating Galaxy ay "dumaloy" sa bilis na 600 km/s kumpara sa background sa pahinga. relic radiation. Ang ganitong bilis ay hindi umaangkop sa balangkas ng mga teorya ng pagbuo ng mga kalawakan mula sa malamig na madilim na bagay. Iminumungkahi ni R. Forward na subukang ipaliwanag ang hindi pangkaraniwang bagay na ito na isinasaalang-alang ang kolektibong pagtanggi ng mga supercluster mula sa mga bula na naglalaman ng negatibong masa.
  • Kaya, nakakalat lamang ang negatibong bagay. Ngunit ito, lumalabas, ay ang bahagyang pagpapabulaanan ng marami sa mga konklusyon na tinalakay. Pagkatapos ng lahat, ang pag-aari ng gravitational repulsion ng mga particle ng bagay, anuman ang kanilang kalikasan, ay hindi maiiwasang humahantong sa katotohanan na ang mga particle na ito ay hindi maaaring magsama-sama sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng gravitational. Bukod dito, dahil ang isang particle ng negatibong masa sa ilalim ng pagkilos ng anumang puwersa ay gumagalaw sa direksyon na kabaligtaran sa vector ng puwersang ito, kung gayon ang mga ordinaryong interatomic na pakikipag-ugnayan ay hindi maaaring magbigkis ng mga naturang particle sa "normal" na mga katawan.
  • Ngunit inaasahan namin na ang mambabasa gayunpaman ay nakatanggap ng kasiyahan mula sa lahat ng mga argumentong ito ...

    • ), kahit na ang mga materyales na ito ay nilikha at medyo mahusay na pinag-aralan.

    Maaari din itong tawaging materyal na nilikha mula sa ilang uri ng mga kakaibang atomo, kung saan ang papel ng nucleus (positively charged particle) ay ginagampanan ng isang positron (positronium) o isang positibong muon (muonium). Mayroon ding mga atom na may negatibong muon sa halip na isa sa mga electron (ang muonic atom).

    negatibong masa

    Makikita na ang isang bagay na may negatibong inertial mass ay bibilis sa kabaligtaran ng direksyon kung saan ito itinulak, na maaaring mukhang kakaiba.

    Kung pag-aaralan natin ang inertial mass, passive gravitational mass at active gravitational mass nang hiwalay, ang batas ni Newton ng unibersal na grabitasyon ay kukuha ng sumusunod na anyo:

    Kaya, ang mga bagay na may negatibong gravitational mass (parehong passive at active), ngunit may positibong inertial mass, ay itataboy ng mga positibong aktibong masa at maaakit ng mga negatibong aktibong masa.

    Pasulong na Pagsusuri

    Bagama't hindi alam ang mga negatibong partikulo ng masa, ang mga pisiko (orihinal na sina G. Bondy at Robert L. Forward (Ingles) Ruso ) ay nagawang ilarawan ang ilan sa mga inaasahang katangian na maaaring mayroon ang mga particle. Ipagpalagay na ang lahat ng tatlong uri ng masa ay pantay-pantay, posible na bumuo ng isang sistema kung saan ang mga negatibong masa ay naaakit sa mga positibong masa, habang ang mga positibong masa ay tinataboy ng mga negatibong masa. Kasabay nito, ang mga negatibong masa ay lilikha ng isang kaakit-akit na puwersa patungo sa isa't isa, ngunit tatanggihan dahil sa kanilang mga negatibong inertial na masa.

    Sa negatibong halaga at positibong halaga, magiging negatibo ang puwersa (repulsive). Sa unang sulyap, mukhang ang negatibong masa ay magpapabilis palayo sa positibong masa, ngunit dahil ang naturang bagay ay magkakaroon din ng negatibong inertial mass, ito ay magpapabilis sa kabaligtaran ng direksyon. Bukod dito, ipinakita ni Bondy na kung ang parehong masa ay pantay sa ganap na halaga, ngunit naiiba sa tanda, kung gayon pangkalahatang sistema ang mga positibo at negatibong particle ay bibilis nang walang katiyakan nang walang anumang karagdagang impluwensya sa system mula sa labas.

    Ang pag-uugali na ito ay kakaiba dahil ito ay ganap na hindi naaayon sa aming ideya ng " ordinaryong uniberso mula sa trabaho na may positibong masa. Ngunit ito ay ganap na pare-pareho sa matematika at hindi nagpapakilala ng anumang mga kontradiksyon.

    Maaaring ang gayong representasyon ay lumalabag sa batas ng konserbasyon ng momentum at / o enerhiya, ngunit mayroon tayong mga masa ay pantay sa ganap na halaga, ang isa ay positibo at ang isa ay negatibo, na nangangahulugan na ang momentum ng sistema ay zero kung pareho silang gumagalaw at bumibilis nang magkasama , anuman ang bilis:

    At ang parehong equation ay maaaring kalkulahin para sa kinetic energy:

    Pinahaba ng Forward ang pananaliksik ni Bondi sa mga karagdagang kaso at ipinakita na kahit na ang dalawang masa at hindi pantay sa ganap na halaga, ang mga equation ay nananatiling pare-pareho.

    Ang ilang mga katangian na ipinakilala ng mga pagpapalagay na ito ay mukhang hindi karaniwan, halimbawa, sa isang halo ng gas mula sa positibong bagay at gas mula sa negatibong bagay ang positibong bahagi ay tataas ang temperatura nito nang walang hanggan. Gayunpaman, sa ganitong kaso negatibong bahagi ang timpla ay palamigin sa parehong rate, sa gayon ay equalizing ang balanse. Geoffrey A. Landis (Ingles) Ruso binanggit ang iba pang mga aplikasyon ng pagsusuri ng Forward, kabilang ang mga indikasyon na bagaman ang mga particle na may negatibong masa ay magtatakwil sa isa't isa nang gravitationally, ngunit mga puwersang elektrikal, halimbawa, ang mga singil ay mag-aakit sa isa't isa (hindi tulad ng mga particle na may positibong masa, kung saan ang mga naturang particle ay nagtataboy sa isa't isa). Bilang resulta, para sa mga particle na may negatibong masa, nangangahulugan ito na ang mga puwersa ng gravitational at electrostatic ay baligtad.

    Ipinanukala ng forward ang isang disenyo para sa makina mga sasakyang pangkalawakan gamit ang negatibong masa, na hindi nangangailangan ng pag-agos ng enerhiya at isang gumaganang likido upang makakuha ng isang arbitraryong malaking acceleration, bagaman, siyempre, ang pangunahing balakid ay ang negatibong masa ay nananatiling ganap na hypothetical. Tingnan ang diameter na drive.

    Ipinakita din ng Forward ang terminong "nullification" upang ilarawan kung ano ang mangyayari kapag nagtagpo ang normal at negatibong bagay. Inaasahan na maaari nilang puksain o "pawalang-bisa" ang pagkakaroon ng isa't isa, at pagkatapos nito ay wala nang natitirang lakas. Gayunpaman, madaling ipakita na maaaring manatili ang ilang momentum (hindi ito mananatili kung lilipat sila sa parehong direksyon, tulad ng inilarawan sa itaas, ngunit kailangan nilang lumipat patungo sa isa't isa upang magkita at magkabisa). Ito naman ay maaaring ipaliwanag kung bakit pantay na halaga Ang ordinaryong at negatibong bagay ay hindi biglang lumilitaw nang wala saan (kabaligtaran ng pagpapawalang-bisa): sa kaganapang ito, ang momentum ng bawat isa sa kanila ay hindi mapangalagaan.

    Exotic na bagay sa pangkalahatang relativity

    Saang direksyon bumabagsak ang antimatter?

    Pangunahing artikulo: Gravitational interaction ng antimatter

    Karamihan modernong pisiko naniniwala na ang antimatter ay may positibong gravitational mass at dapat bumagsak tulad ng ordinaryong bagay. Gayunpaman, sa parehong oras, ang ilang mga mananaliksik ay naniniwala na sa ngayon ay walang kapani-paniwala pang-eksperimentong ebidensya itong katotohanan. Ito ay dahil sa kahirapan direktang pananaliksik mga puwersa ng gravitational sa antas ng butil. Sa gayong maliliit na distansya, ang mga puwersang elektrikal ay nangunguna sa mas mahina pakikipag-ugnayan ng gravitational. Bukod dito, ang mga antiparticle ay dapat na panatilihing hiwalay sa kanilang mga nakasanayang katapat o sila ay mabilis na malipol. Malinaw na ito ay nagpapahirap direktang pagsukat passive gravitational mass antimatter. Mga eksperimento sa antimatter ATHENA ATHENA ) at ATRAP (eng. ATRAP ) ay maaaring magbigay ng mga sagot sa lalong madaling panahon.

    Ang mga sagot para sa inertial mass, gayunpaman, ay matagal nang kilala mula sa mga eksperimento na may bubble chamber. Sila ay nakakumbinsi na nagpapakita na ang mga antiparticle ay may positibong inertial mass, katumbas ng masa"ordinaryong" particle, ngunit ang kabaligtaran ng electric charge. Sa mga eksperimentong ito, ang kamara ay nakalantad sa pare-pareho magnetic field, na nagiging sanhi ng paggalaw ng mga particle sa isang helix. Ang radius at direksyon ng paggalaw na ito ay tumutugma sa ratio singil ng kuryente sa inert mass. Ang mga pares ng particle-antiparticle ay gumagalaw sa mga helical na linya papasok magkasalungat na direksyon, ngunit may parehong radii. Mula sa pagmamasid na ito, napagpasyahan na ang kanilang mga ratios ng electric charge sa inertial mass ay naiiba lamang sa sign.

    Mga Tala

    Mga pangunahing seksyon
    Pangkalahatan (pisikal) acoustics Geometric acoustics Psychoacoustics Bioacoustics Electroacoustics Hydroacoustics Ultrasonic acoustics Quantum acoustics (acoustoelectronics) Acoustic phonetics (Speech acoustics)
    Inilapat na acoustics Architectural acoustics (Construction acoustics) Aeroacoustics Musical acoustics Transport acoustics Medikal na acoustics Digital acoustics
    Mga kaugnay na direksyon Acousto-optics

    MGA KAUGNAY NA ARTIKULO