Fisikawan menghasilkan "massa negatif"

Atom bergerak berlawanan dengan massa normal ketika didorong

Para peneliti telah memberi atensi massa negatif yang efektif dalam kondensat Bose-Einstein. © agsandrew / thinkstock
membacakan

Dunia Terbalik: Para peneliti telah menghasilkan kelompok atom ultra-dingin dengan massa efektif negatif. Akibatnya, atom bereaksi terhadap impuls persis sebaliknya: dorongan mendorong mereka ke arah impuls bukannya menjauh darinya. Ini dimungkinkan oleh manipulasi yang ditargetkan pada kondensat Bose-Einstein dengan laser, seperti yang dilaporkan para peneliti.

Dalam kehidupan sehari-hari dan dalam fisika klasik, massa selalu positif: benda "menimbang" sesuatu dan tunduk pada gravitasi - mereka tertarik pada gravitasi. Jika suatu benda mendapat dorongan, itu mempercepatnya ke arah yang didorongnya - sejauh ini, sangat normal.

Tetapi ada cara lain: Di dunia fisika kuantum, massa efektif negatif sangat mungkin - tidak berbeda dengan muatan listrik negatif. Para peneliti berpendapat bahwa itu juga terjadi secara alami di bawah kondisi ekstrem, seperti bintang neutron dan lubang hitam, atau bahkan mungkin energi gelap yang membingungkan.

"Terguncang" kondensat Bose-Einstein

Sekarang Peter Engels dari Washington State University dan rekan-rekannya telah memberikan atom pada massa efektif negatif. Untuk ini mereka mendinginkan sekelompok atom rubidium dengan bantuan laser hingga beberapa fraksi derajat di atas nol absolut. Di bawah kondisi ini, atom membentuk kondensat Bose-Einstein: mereka berperilaku seperti partikel tunggal atau seperti gelombang materi dan bergerak secara serempak.

Kondensat Bose-Einstein ini awalnya memiliki massa normal - positif -. Jika mereka dilepaskan dari perangkap laser mereka, mereka akan mengalir keluar, seperti air dari cangkang yang pecah, menurut para peneliti. Untuk membuat massa negatif, para ilmuwan menggunakan laser set kedua. Ini dengan cepat "mengguncang" atom bolak-balik dan mengubah putaran mereka. pameran

"Seperti dinding yang tidak terlihat"

Karena efek dari apa yang disebut kopling spin-orbit, atom-atom rubidium dari kondensat sekarang berperilaku seolah-olah mereka memiliki massa negatif. Alih-alih menyebar ketika jebakan terbuka, mereka bergerak mundur. "Jika kami mendorong mereka, mereka mempercepat mundur, " lapor rekan penulis Michael Forbes dari Washington State University. "Sepertinya Rubidium menabrak dinding yang tak terlihat."

"Untuk pertama kalinya, metode kami memberi kami kontrol nyata atas sifat massa negatif ini, tanpa komplikasi yang biasa, " jelas Forbes. Pada saat yang sama, percobaan dan pengukuran yang dihasilkan mengkonfirmasi pengamatan sebelumnya pada perilaku atom dalam kondisi seperti itu. "Pendekatan kami memberi kami cara lain untuk mempelajari fenomena fundamental dan sangat aneh ini, " kata peneliti. (Physical Review Letters, 2017; doi: 10.1103 / PhysRevLett.118.155301)

(Washington State University, 18.04.2017 - NPO)