美成功制成一种具有负质量的超流体

文章作者:bianji3 | 2017-04-19
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          美国华盛顿州立大学在实验室成功制成一种具有负质量的超流体,当推动它时,它不像普通物体那样向前加速,而是向后运动。这一研究成果为探秘中子星、黑洞暗物质宇宙现象,提供了全新实验工具。于 17日出版的《物理评论快报》杂志刊登了这一项重要的研究成果。

  理论研究已证实,像电荷有正负之分一样,物质也有负质量。但人们熟悉的都是正质量的物体,其符合牛顿第二运动定律,即作用力等于物体质量乘以加速度,因此当推动物体时,它会沿着力的作用方向加速运动。而负质量物体则完全相反,当给予推力时,它向后加速运动。“就像碰到了一面看不见的墙。”参与研究的物理学家迈克尔·福布斯解释道。

  福布斯和同事如何创造了这种独特的负质量流体,是通过冷却铷原子。他们将铷原子温度降到接近绝对零度以上,形成玻色—爱因斯坦凝聚态,能像光波一样遵循量子力学原理缓慢移动,凝聚态粒子最后变成步调一致的超流体。

  他们用第一组激光使高能粒子蒸发逃跑,粒子运动越来越慢来达到制冷效果。后将铷原子捕获进一个直径不到100微米的碗状场中,再用另一组激光来回踢打原子,让其改变自旋方向,最终冲出磁场,表现出负质量效应。

     新技术首次实现精确调控负质量物质的特性,避免了其他负质量研究中常见的短板,为研究宇宙中悬而未决的基本物理现象提供了相当重要的实验工具,福布斯称。

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