Des physiciens créent un liquide avec une « masse négative »

Des scientifiques américains ont créé un liquide de masse négative. Lorsqu'on le pousse, il accélère vers l'arrière au lieu d'avancer.

La première matière de masse négative a été créée en laboratoire sous forme liquide. Photo : iStock.

Des scientifiques de l'Université de Washington, aux États-Unis, ont réussi à créer un liquide composé d'atomes ultra-froids qui se comporte comme s'il avait une masse négative, selon Science Alert. Lorsqu'on pousse ce liquide, il n'accélère pas dans la direction où il a été poussé, mais dans la direction opposée. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Physical Review Letters.

Selon la physique, la matière possède également une masse négative, de la même manière que la charge électrique peut être négative ou positive. Une masse négative existe dans l'univers sans violer la relativité générale. De nombreux physiciens pensent que la masse négative est liée à des phénomènes étranges dans l'univers, tels que l'énergie noire, les trous noirs et les étoiles à neutrons.

La deuxième loi du mouvement d'Isaac Newton s'écrit souvent ainsi : F = m⁻¹, où F est la force agissant sur un objet, m sa masse et a son accélération. Si on la réécrit ainsi : a = F/m⁻¹, si l'objet a une masse négative, son accélération sera négative. Imaginez que vous poussez une tasse en verre sur une table, mais qu'elle se déplace dans la direction opposée à votre main.

L'équipe a utilisé des lasers pour refroidir les atomes de rubidium jusqu'à un niveau proche du zéro absolu, créant ainsi un condensat de Bose-Einstein. Dans cet état, les atomes de rubidium se déplacent très lentement et obéissent aux étranges principes de la mécanique quantique, et non à ceux de la physique classique. Ils se comportent alors comme des ondes, dont les positions ne peuvent être déterminées avec précision.

Les atomes de rubidium se sont synchronisés et se sont déplacés à l'unisson, créant un superfluide capable de s'écouler sans perte d'énergie par frottement. Les scientifiques ont ensuite utilisé des lasers pour maintenir le superfluide à des températures très basses, le piégeant dans un espace en forme de bol de moins de 100 micromètres.

Lorsque le superfluide de rubidium se trouve dans une région de l'espace en forme de bol, sa masse est normale. L'équipe a utilisé un second ensemble de lasers pour déplacer les atomes de rubidium d'avant en arrière, modifiant ainsi leur spin, brisant ainsi le bol et permettant au superfluide de s'écouler si rapidement qu'il semble avoir une masse négative.

« Une fois que vous appuyez, le fluide accélère vers l’arrière comme du rubidium frappant un mur invisible », a déclaré Michael Forbes, membre de l’équipe de recherche.

Les scientifiques pensent que le liquide qu'ils ont créé est en effet un matériau de masse négative, mais il doit être testé de manière indépendante et objective par d'autres groupes de recherche à l'avenir.

Selon VNE