神了！科學(xué)家造出“負(fù)質(zhì)量”液體

華盛頓州立大學(xué)的物理學(xué)家創(chuàng)造出了一種帶有“負(fù)質(zhì)量”的液體，物如其名，被按壓時(shí)，它不會(huì)順之加速，而是朝著反方向加速。

該大學(xué)相關(guān)學(xué)科的助理教授麥克·弗比斯說(shuō)：“這種現(xiàn)象很少能在實(shí)驗(yàn)室條件下創(chuàng)造出來(lái)，它能用來(lái)探索一些更具挑戰(zhàn)性的與宇宙相關(guān)的觀點(diǎn)?！?/p>

這篇今天被發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上的研究，被分到了“編輯推薦”專欄。

假設(shè)物質(zhì)可以擁有負(fù)質(zhì)量，就等同于電荷可負(fù)可正。人們很少想到這個(gè)概念，并且我們每天看到的大千世界只是艾薩克·牛頓的運(yùn)動(dòng)第二定律的正質(zhì)量的概念（物體受到的外力等于物體質(zhì)量乘以物體的加速度，F(xiàn)=ma）。

換言之，如果你推一個(gè)物體，它會(huì)朝著你推的方向加速，質(zhì)量在力的方向產(chǎn)生加速度。

弗比斯說(shuō)到：“那是我們習(xí)以為常的事，”暗示著奇跡即將出現(xiàn)，“但是如果它帶有負(fù)質(zhì)量，你推它，他會(huì)朝著你的方向加速。”

負(fù)質(zhì)量產(chǎn)生的條件

他和他的同事將銣原子冷卻到只比絕對(duì)零度（約等于攝氏溫標(biāo)零下273.15攝氏度）高一點(diǎn)點(diǎn)來(lái)為負(fù)質(zhì)量創(chuàng)設(shè)條件，創(chuàng)造出了一種被稱為玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)的狀態(tài)。

在這種狀態(tài)下，根據(jù)薩特延德拉·納特·玻色以及阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的猜測(cè)，微粒將運(yùn)動(dòng)緩慢并且會(huì)根據(jù)量子力學(xué)的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)。

他們還會(huì)一致的同時(shí)移動(dòng)，這被稱作超流體，這樣的流動(dòng)不會(huì)損失能量。

科學(xué)家們用激光來(lái)減緩微粒，使它們冷卻，并且使帶有熱量、高能量的微粒像蒸汽一樣逃散，進(jìn)一步冷卻材料。

激光將原子困住，就好像它們?cè)谝粋€(gè)不足一百微米的碗里。這個(gè)時(shí)候，銣超流體有著正常的質(zhì)量。將“碗”打破會(huì)使銣涌出，以銣為中心向四周擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。

為了制造負(fù)質(zhì)量，研究員們應(yīng)用了第二組鐳射，使原子們來(lái)回移動(dòng)并且轉(zhuǎn)變它們旋轉(zhuǎn)的方式?，F(xiàn)在只要銣涌出的夠快，它就好像能表現(xiàn)出有著負(fù)質(zhì)量?！耙坏┠阃扑?，它朝著反方向加速，就好像銣撞到一面看不見(jiàn)的墻?！?/p>

避免潛在的缺陷

這項(xiàng)技術(shù)避免了一些在之前的嘗試中存有的潛在的缺陷。

弗比斯說(shuō)：“首先就是對(duì)于這個(gè)超自然負(fù)質(zhì)量的精準(zhǔn)控制，別的困難不提?！彼麄兊膶?shí)驗(yàn)闡明了，根據(jù)負(fù)質(zhì)量，其他的系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)相似的行為。這樣提高了的控制給了研究員們一種新的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的工具，使研究員們可以研究天體物理中類似的物理規(guī)律，例如中子星，黑洞以及暗能量等宇宙現(xiàn)象，而在這樣的研究中，實(shí)驗(yàn)是不可能做到的?！八峁┝肆硗庖环N環(huán)境來(lái)研究很古怪的基本現(xiàn)象?！?/p>