聲音也是一種粒子，還帶有負質量？
我們所知道的宏觀世界受牛頓運動和引力定律所支配。
但是，哥倫比亞大學的物理學家團隊提交一篇新論文，衝擊了我們頭腦中的固有觀念。他們說實際上可能存在具有負質量的粒子——它們在重力作用下向上而不是向下運動——就在我們的身邊。
根據論文，他們指的並非是某種神奇的亞原子結構，而是我們每天聽到並製造的聲音「粒子」——聲子——它們反抗重力。
聽糊塗了么？畢竟，聲音甚至不算是真實的物理實體，那麼引力又如何對它產生影響呢？
這一矛盾恰是新理論的核心思想——研究人員說，如果聲波確實具有質量，那會發生什麼？只能是負質量。負質量的粒子產生微小的負引力場，在重力場中被推向遠方。
聽起來很瘋狂，但要牢記以下三點：
首先，也是最重要的是，本文純粹是理論上的推導——這意味著研究人員只是提出了一個假設，並套用我們之前用來刻畫世界的語言語法，表明理論上，確實存在著可能性。
這並不是說他們已經找到了聲波帶有負質量的證據，他們只是表明，如果這樣的話，它和現有物理學中的內容不相衝突。
第二點是，該論文還沒有接受同行評審，目前只在預印本網站arXiv上發表。所以需要其他學者來檢查其中的內容是否存在錯漏
現在記住前兩個，你需要知道的第三件事是這個想法實際上並不那麼瘋狂。
不完全是。
我們知道存在負質量的粒子——並且它們確實會被引力場排斥。
就在去年，研究人員首次在實驗室中創造了負質量流體，當對它施加推動力時，它向後加速而不是向前加速。
好的，所以負質量粒子本身可能是真實的。但聲波實際上不是粒子，不是嗎？
聲波穿過物質並引起周圍分子的振動，導致這些振動依次傳遞並擊中我們的耳膜——我們聽到聲音的過程。
但是，儘管它們不是傳統意義上的固態微粒，但在數學上確實可被描述為粒子，稱為聲子。
不過，以前人們一直認為這些聲子不會受到重力影響——或者對重力場產生影響——因為它們不攜帶質量。
但該團隊負責人Alberto Nicolis5月發表在《物理評論快報》上的早期研究提供了一些實驗證據，證明情況並非如此——至少在極端情況下不是。
實驗需要在絕對零度下超流體中進行，那是一種奇怪的流體，在接近絕對零度的溫度下完全沒有阻力地流動。
Nicolis和他的團隊報告說，聲子的軌跡似乎向上彎曲，與重力的作用方向相反。
實際效果過於微弱，無法用現有技術進行測量，並且還存在與重力無關的其他可能解釋。
但Nicolis的最新論文建立在聲子產生某種類型的負引力場的觀點之上。
他們提出：「聲子的(微小的)有效引力質量會產生一個(微小的)引力場。這個引力場與聲子一起傳播。」
「因此，在物理意義上，聲子帶有(負)質量。」
我們不打算展開細說，因為它們非常高深晦澀(你可以在論文中閱讀所有關於它們的內容)。
簡而言之，該團隊在數學上證明了經典的聲波可以承載質量——不僅僅是在超流體或量子世界，而是在現實環境中。
「我們發現，與普遍看法相反，聲波帶有引力質量，在標準的牛頓力學的意義上：它們受到重力的影響，但它們也會引發重力。」該團隊總結道。
他們還概述了如何通過實驗驗證他們的思想。
這一點很重要，不僅因為它會革新我們對經典物理世界的基本理解，也因為這種效應可能會影響宇宙中其他物體的行為——比如說，中子星具有令人難以置信的高密度星核，聲波在其中以接近光速傳播。
本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
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