物理学家创造出具有“负质量”的液体

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美国科学家发明了一种具有负质量的液体。当你推这种液体时,它会向后加速,而不是向前移动。

Vật chất đầu tiên mang khối lượng âm được tạo ra trong phòng thí nghiệm dưới dạng lỏng. Ảnh: iStock.
首个负质量物质在实验室中以液态形式被创造出来。图片来源:iStock。

据《科学快讯》(Science Alert)报道,美国华盛顿大学的科学家成功制造出一种超冷原子液体,其行为如同具有负质量。当你推动这种液体时,它不会沿被推动的方向加速,而是沿相反方向加速。该研究成果发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上。

根据物理学,物质也可以具有负质量,就像电荷可以正或负一样。负质量存在于宇宙中,这并不违反广义相对论。许多物理学家认为,负质量与宇宙中的一些奇异事物有关,例如暗能量、黑洞和中子星。

艾萨克·牛顿第二运动定律通常写成 F=ma,其中 F 表示作用于物体的力,m 表示质量,a 表示物体的加速度。当我们将其改写为 a=F/m 时,如果物体的质量为负,则其加速度为负。想象一下,将一个玻璃杯推过桌子,但它的移动方向与你的手相反。

研究团队利用激光将铷原子冷却至接近绝对零度,从而形成玻色-爱因斯坦凝聚态。在这种状态下,铷原子运动非常缓慢,遵循量子力学而非经典物理学的奇特原理。它们开始表现得像波一样,其位置无法精确确定。

铷原子彼此同步并一致运动,形成了一种能够流动而不会因摩擦而损失能量的超流体。随后,科学家们利用激光将超流体保持在极低的温度下,将其困在一个小于100微米的碗状空间中。

当铷超流体位于宇宙中碗状区域时,它具有正常质量。研究小组使用第二组激光来回推动铷原子,改变它们的自旋,将碗状区域打碎,使超流体能够快速流出,使其看起来具有负质量。

研究团队成员迈克尔·福布斯 (Michael Forbes) 表示:“一旦你推动,流体就会向后加速,就像铷撞击一堵看不见的墙一样。”

科学家们认为,他们所创造的液体确实是一种具有负质量的物质,但未来需要其他研究小组进行独立、客观的测试。

据VNE报道

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