物理學家造出了「負質量」流體

華盛頓州立大學的物理學家創造出了一種帶有「負質量」的液體，物如其名，被按壓時，它不會順之加速，而是朝著反方向加速。

該大學相關學科的助理教授麥克·弗比斯說：「這種現象很少能在實驗室條件下創造出來，它能用來探索一些更具挑戰性的與宇宙相關的觀點。」這篇今天被發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上的研究，被分到了「編輯推薦」專欄。

假設物質可以擁有負質量，就等同於電荷可負可正。人們很少想到這個概念，並且我們每天看到的大千世界只是艾薩克·牛頓的運動第二定律的正質量的概念（物體受到的外力等於物體質量乘以物體的加速度，F=ma）。換言之，如果你推一個物體，它會朝著你推的方向加速，質量在力的方向產生加速度。

弗比斯說到：「那是我們習以為常的事，」暗示著奇蹟即將出現，「但是如果它帶有負質量，你推它，他會朝著你的方向加速。」

負質量產生的條件

他和他的同事將銣原子冷卻到只比絕對零度（約等於攝氏溫標零下273.15攝氏度）高一點點來為負質量創設條件，創造出了一種被稱為玻色-愛因斯坦凝聚態的狀態。在這種狀態下，根據薩特延德拉·納特·玻色以及阿爾伯特·愛因斯坦的猜測，微粒將運動緩慢並且會根據量子力學的規律運動，表現出波的性質。他們還會一致的同時移動，這被稱作超流體，這樣的流動不會損失能量。

科學家們用鐳射來減緩微粒，使它們冷卻，並且使帶有熱量、高能量的微粒像蒸汽一樣逃散，進一步冷卻材料。

鐳射將原子困住，就好像它們在一個不足一百微米的碗里。這個時候，銣超流體有著正常的質量。將「碗」打破會使銣湧出，以銣為中心向四周擴散開來。

為了製造負質量，研究員們應用了第二組鐳射，使原子們來回移動並且轉變它們旋轉的方式。現在只要銣湧出的夠快，它就好像能表現出有著負質量。「一旦你推它，它朝著反方向加速，就好像銣撞到一面看不見的牆。」

避免潛在的缺陷

這項技術避免了一些在之前的嘗試中存有的潛在的缺陷。

弗比斯說：「首先就是對於這個超自然負質量的精準控制，別的困難不提。」他們的實驗闡明了，根據負質量，其他的系統也會出現相似的行為。這樣提高了的控制給了研究員們一種新的設計實驗的工具，使研究員們可以研究天體物理中類似的物理規律，例如中子星，黑洞以及暗能量等宇宙現象，而在這樣的研究中，實驗是不可能做到的。「它提供了另外一種環境來研究很古怪的基本現象。」

蝌蚪五線譜編譯自phys，譯者 小趙，轉載須授權

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