Los físicos de la Universidad Estatal de Washington han creado un liquido con masa negativa, que es exactamente como suena. Lo empujas, y a diferencia de todos los objetos físicos en el mundo que conocemos, no acelera en la dirección que lo empujó. Acelera hacia atrás.
Experimental TOF imágenes de la efectiva 1D expansión SOC BEC para tiempos de expansión de 0, 10 y 14 ms.
El fenómeno raramente se crea en condiciones de laboratorio y puede ser utilizado para explorar algunos de los conceptos más difíciles del cosmos, dijo Michael Forbes, profesor asistente de física y astronomía de la WSU y profesor afiliado de la Universidad de Washington. La investigación apareció publicada ayer en Physical Review Letters, donde aparece como "Sugerencia del Editor."
Hipotéticamente, la materia puede tener masa negativa en el mismo sentido que una carga eléctrica puede ser positiva o negativa. Raramente la gente piensa en estos términos y en nuestro mundo cotidiano solo se ve los aspectos positivos de la segunda ley de Isaac Newton del movimiento, en la que una fuerza es igual a la masa de un objeto por su aceleración o F = ma. Para decirlo de otra manera, si empujas el objeto, acelerará en la dirección que está empujándolo. La masa acelerará en la dirección de la fuerza.
"Así es como estamos acostumbrados a hacer la mayoría de las cosas," dijo Forbes, dejando entrever el bizarrismo por venir. "Con masa negativa, si empujas con algo, acelera hacia usted."
Condiciones de masa negativa
Él y sus colegas crearon las condiciones para la masa negativo, enfriando átomos de rubidio a sólo un pelo por encima del cero absoluto, creando lo que se conoce como un condensado de Bose-Einstein. En este estado, predicho por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, las partículas se mueven muy lentamente y, siguiendo los principios de la mecánica cuántica, se comportan como ondas. Por lo tanto se sincronizan y se mueven al unísono, como lo que se conoce como super líquido, que fluye sin perder energía.
Dirigido por Peter Engels, profesor de física y astronomía de la WSU , los investigadores en el sexto piso del Webster Hall han creado estas condiciones utilizando láseres para desacelerar las partículas, haciéndolas más frías y permitiendo que las partículas calientes de alta energía escaparan como vapor, enfriamiento el material adicional.
Los láseres atraparon los átomos como si estuvieran en un recipiente que medía menos de 100 micras a través. En este punto, el super fluido de rubidio tiene regular masa. Romper el recipiente permitiría que el rubidio se precipitase hacia fuera, ampliándose mientras que el rubidio en el centro empuja hacia afuera.
Para crear masa negativa, los investigadores aplicaron un segundo conjunto de láseres que pateaban los átomos de un lado a otro y cambiaban la forma en que giraban. Ahora cuando el rubidio acomete hacia fuera rápidamente, si se comporta como si tuviera masa negativa." Una vez que usted empuja hacia atrás, acelera "dijo Forbes, que actuaba como un teárico analizando el sistema. "Parece que el rubidio golpea un muro invisible".
Evitando defectos subyacentes
La técnica utilizada por los investigadores WSU quita del camino algunos de los defectos subyacentes encontrados en los intentos anteriores para entender la masa negativa.
"Lo primero aquí es el exquisito control que tenemos sobre la naturaleza de esta masa negativa, sin otras complicaciones", dijo Forbes. La investigación clarifica, en términos de masa negativa, comportamiento similar en otros sistemas. Este mayor control da los investigadores una nueva herramienta para diseñar el experimento análogo para estudiar la física en Astrofísica, como estrellas de neutrones y fenómenos cosmológicos como los agujeros negros y energía oscura, donde los experimentos son imposibles". Proporciona otro entorno para estudiar un fenómeno fundamental que es muy peculiar, dijo "Forbes.
El fenómeno raramente se crea en condiciones de laboratorio y puede ser utilizado para explorar algunos de los conceptos más difíciles del cosmos, dijo Michael Forbes, profesor asistente de física y astronomía de la WSU y profesor afiliado de la Universidad de Washington. La investigación apareció publicada ayer en Physical Review Letters, donde aparece como "Sugerencia del Editor."
Hipotéticamente, la materia puede tener masa negativa en el mismo sentido que una carga eléctrica puede ser positiva o negativa. Raramente la gente piensa en estos términos y en nuestro mundo cotidiano solo se ve los aspectos positivos de la segunda ley de Isaac Newton del movimiento, en la que una fuerza es igual a la masa de un objeto por su aceleración o F = ma. Para decirlo de otra manera, si empujas el objeto, acelerará en la dirección que está empujándolo. La masa acelerará en la dirección de la fuerza.
"Así es como estamos acostumbrados a hacer la mayoría de las cosas," dijo Forbes, dejando entrever el bizarrismo por venir. "Con masa negativa, si empujas con algo, acelera hacia usted."
Condiciones de masa negativa
Él y sus colegas crearon las condiciones para la masa negativo, enfriando átomos de rubidio a sólo un pelo por encima del cero absoluto, creando lo que se conoce como un condensado de Bose-Einstein. En este estado, predicho por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, las partículas se mueven muy lentamente y, siguiendo los principios de la mecánica cuántica, se comportan como ondas. Por lo tanto se sincronizan y se mueven al unísono, como lo que se conoce como super líquido, que fluye sin perder energía.
Dirigido por Peter Engels, profesor de física y astronomía de la WSU , los investigadores en el sexto piso del Webster Hall han creado estas condiciones utilizando láseres para desacelerar las partículas, haciéndolas más frías y permitiendo que las partículas calientes de alta energía escaparan como vapor, enfriamiento el material adicional.
Los láseres atraparon los átomos como si estuvieran en un recipiente que medía menos de 100 micras a través. En este punto, el super fluido de rubidio tiene regular masa. Romper el recipiente permitiría que el rubidio se precipitase hacia fuera, ampliándose mientras que el rubidio en el centro empuja hacia afuera.
Para crear masa negativa, los investigadores aplicaron un segundo conjunto de láseres que pateaban los átomos de un lado a otro y cambiaban la forma en que giraban. Ahora cuando el rubidio acomete hacia fuera rápidamente, si se comporta como si tuviera masa negativa." Una vez que usted empuja hacia atrás, acelera "dijo Forbes, que actuaba como un teárico analizando el sistema. "Parece que el rubidio golpea un muro invisible".
Evitando defectos subyacentes
La técnica utilizada por los investigadores WSU quita del camino algunos de los defectos subyacentes encontrados en los intentos anteriores para entender la masa negativa.
"Lo primero aquí es el exquisito control que tenemos sobre la naturaleza de esta masa negativa, sin otras complicaciones", dijo Forbes. La investigación clarifica, en términos de masa negativa, comportamiento similar en otros sistemas. Este mayor control da los investigadores una nueva herramienta para diseñar el experimento análogo para estudiar la física en Astrofísica, como estrellas de neutrones y fenómenos cosmológicos como los agujeros negros y energía oscura, donde los experimentos son imposibles". Proporciona otro entorno para estudiar un fenómeno fundamental que es muy peculiar, dijo "Forbes.