彼らは「負の質量」を持つ流体を生成することに成功しました。逆に重さを量るとどうなるでしょうか?

物体を押すと、あたかも目に見えない壁にぶつかったかのように、前方に進む代わりに後方に飛び出すと想像してください。おそらく私たちは混乱して何が起こったのか分からなくなるでしょう。そのとき、ローブを着た誰かがやって来て、 「ネガティブマスレンガ」で遊ばないよう警告します。しかし、このシーンに意味はあるのでしょうか？おそらく私たちが予想している以上に。

負の質量とは何ですか?

ニュートンの第 2 法則を確認してみましょう。つまり、力は質量と加速度の積に等しいということです。これは、結果として生じる力が、それが加えられる物体の質量と、それが受ける加速度に依存することを意味します。押すことによって加えられる加速度と、先ほどの仮想レンガの質量が組み合わされて、一方向およびその方向の一方向に向かう合力が生じます。ただし、前のローブを着た紳士が警告したように、質量が負の場合、式の成分の 1 つが負になることに注意してください。つまり、仮想の負の質量ブリックは、予想とはまったく逆の動きをすることになります。これは可能でしょうか?答えは簡単ではありません。

負の質量の存在は依然として多くの理論的議論の対象となっています。重力は多くの点で独特であり、科学者たちはこの力をすべてを説明する統一理論に含めるために激しく戦い続けています。一方、標準粒子モデルの観点からは、重力は (他の力と同様に) 反粒子を持つことができません。したがって、このモデルによれば、負の質量は存在できません。しかし、一般相対性理論は重力の反粒子の法則を記述しています。どちらが正しいでしょうか?多くの科学者にとって、直観に反するかもしれないが、物理宇宙内ではそれが可能であるように思えます。

相対性理論によれば、この概念の最も奇妙な現象の 1 つは、負の質量を持つことによって、時間的な矢印 (粒子の時間に関連する値) が反転し、粒子が事実上過去に向かうことになるということです。私たちの観点から。私たちの宇宙に負の質量が存在する可能性があることを示す証拠がいくつかあります。しかし、それはまだ観測されていません。それともはい？それがワシントンの研究所で彼らが達成したと言っていることだ。

負の質量を持つ流体の作成

ワシントン州立大学の物理学研究室では、負の質量を持つ流体を作成することに成功したと主張しています。技術的には、私たちが説明したように、この流体は、あたかも目に見えない力に遭遇したかのように、予想とはまったく逆に動きます。これを行うために、彼らはルビジウム原子を絶対零度に近い温度まで冷却することで適切な条件を再現しました。このような状況で生成されるのがボース・アインシュタイン凝縮です。この状態では、量子力学の奇妙な原理に従って、粒子は波のように非常にゆっくりと動きます。この凝縮物は超流体のように一斉に動き、摩擦によってエネルギーを失うことなく流れます。

この超流動体では、特殊なレーザー (原子の冷却にも使用される) を使用して原子が「刺激」され、負の質量を持つ流体であるかのように動作します。彼らは実際に質量が真に負であることを理解していません。しかし、同じ動作です。では、この発見は何のためにあるのでしょうか?非常に簡単なことですが、まず第一に、この技術を使用すると、科学者は負の質量という非常に奇妙なアイデアに関連するいくつかの仮説をテストできます。第二に、この特性を仮想的に持つ流体を研究することもできるでしょう。そしてすべては、それ自体が素晴らしいにもかかわらず、私たちを驚かせ続ける宇宙の基礎をより深く理解するためです。