Adakah jisim boleh menjadi negatif dengan analogi dengan cas elektrik - saintis telah berusaha untuk mengetahui lebih dari seratus tahun. Baru-baru ini kita berjaya mendapatkan bahan aneh yang berkelakuan seolah-olah jisimnya minus. Ini membuka bidang penyelidikan baru.
Cara menstabilkan lubang cacing
Lubang cacing tidak hidup lama dalam ruang-waktu. Lehernya runtuh kerana graviti, bahkan tanpa sempat melewati sinar cahaya. Untuk menjadikannya boleh dilalui, bahan dengan jisim negatif diperlukan, yang menimbulkan kesan antigraviti - yang disebut bahan eksotik. Melalui lubang cacing yang serupa, anda boleh sampai ke alam semesta lain. Idea ini digunakan dalam filem fiksyen sains "Interstellar" - atas saranan ahli fizik teori Amerika, pemenang Nobel Kip Thorne.
"Kip Thorne adalah ahli fizik asas, jadi dia melupakan teknologi. Berapa banyak tenaga yang diperlukan untuk ini? Bagaimana untuk memastikan penggunaan haba yang berlebihan untuk loji kuasa tersebut? Dalam teori fizik, banyak yang dibenarkan, tetapi teknologi sebenar dikenakan sekatan dalam bentuk prinsip termodinamik, undang-undang pemuliharaan tenaga, teori relativiti khas. Ini mengingatkan saya akan khayalan abad yang lalu, ketika diyakini bahawa anda dapat mengubah apa-apa zat menjadi tenaga murni dan terbang ke bintang-bintang di sini. Secara teori, ya, sesiapa sahaja. Dan secara praktikal - hanya uranium, plutonium dan lithium deuteride, tetapi ada juga masalah besar dengan mereka, "- komen kepada RIA Novosti Anton Pervushin, penulis fiksyen sains, pakar dalam sejarah astronautik.
Memburu dengan kelajuan cahaya
Sekiranya badan biasa menarik segalanya, maka badan dengan jisim negatif menolak. Mungkinkah masalah dengan harta pelik yang ada di alam ini? Pada tahun 1954, ahli fizik Herman Bondi dari Cambridge secara teorinya menunjukkan bahawa tidak ada undang-undang yang melarang bahan dengan jisim negatif. Zarah zarah biasa, tulis ahli fizik Richard Hammond dari University of North Carolina, mesti lari dari zarah dengan jisim negatif, dan zarah itu mengejarnya. Pasangan seperti itu akan mula memecut, secara beransur-ansur menghampiri kelajuan cahaya. Bolehkah ini digunakan untuk membuat mesin untuk kapal antara planet? "Ideanya, sayangnya, gila. Dengan pecutan, jisim bertambah - mengikut teori relativiti khas. Lebih-lebih lagi, ketika menghampiri kelajuan cahaya, jisim cenderung ke tak terhingga. Oleh kerana jisim negatif zarah "tolakan" akan meningkat,dan iklan tak terhingga? Pada hakikatnya, zarah-zarah ini akan saling menghalau dan berselerak sehingga mereka berada di luar batas medan graviti mereka, dan di sana mereka meneruskan penerbangan bebas atau berinteraksi dengan zarah-zarah lain,”kata Pervushin.
Zarah dengan jisim graviti negatif mengejar zarah biasa. Ilustrasi oleh RIA Novosti. Depositphotos / vectorcreator.
Video promosi:
Melawan semua gerak hati
Pada tahun 2017, sebuah artikel oleh ahli fizik Amerika dari Washington State University yang menerima bahan aneh di makmal, yang tidak memecut ke arah mana ia didorong, seperti yang ditentukan oleh undang-undang kedua Newton, membuat banyak kebisingan. Ini mungkin hanya jika jisim inersia negatif. Dengan bantuan laser, ahli fizik mencipta superfluid dari atom rubidium, menyejukkannya pada suhu hampir sifar mutlak, dan keadaan jirim khas muncul - yang disebut kondensat Bose-Einstein, di mana atom bergerak sangat perlahan. Dengan laser yang sama, awan kondensat Bose-Einstein, seperti itu, terkunci di kawasan ruang yang terpisah dan terpaksa mengubah putaran - terdapat sebilangan besar ciri partikel. Semakin mendorong awan ini, semakin cepat ia dipercepat ke arah yang bertentangan dengan daya yang dikenakan. Seolah-olah pemain tenis memukul bola dan terbang ke arahnya,dan bukan kepada pihak lawan.
Untuk memukul bola dari zat dengan jisim negatif ke arah lawan, pemain tenis mesti mendorongnya lebih keras ke arah dirinya sendiri. Ilustrasi oleh RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / blueringmedia.
Hasil ini dijelaskan oleh ahli teori dari Australia, Great Britain dan Rusia. Walau bagaimanapun, dalam kes ini kita membincangkan jisim berkesan - penyelesaian matematik ketika menerangkan kondensat Bose-Einstein, dan bukan mengenai sifat asas jirim. Elektron dalam kristal memperoleh jisim efektif negatif kerana interaksi putaran-orbit, kata Sergei Baranov, Doktor Sains Fizikal dan Matematik, Penyelidik terkemuka di Makmal Interaksi Sinaran-Matter di FIAN. Pertimbangkan satelit di orbit. Sekiranya kita cuba melambatkannya (menerapkan kekuatan terhadap kelajuan), satelit akan bergerak ke orbit yang lebih rendah dan kelajuannya tidak akan menurun, tetapi meningkat. Dan tenaga kinetik, terlepas dari kerja negatif yang dilakukan juga. Dan jika kita mempercepat satelit, mendorongnya dari belakang, kelajuannya akan menurun - baik, apa yang bukan jisim negatif. Sebenarnya, keuntungan paradoks (atau kehilangan) tenaga kinetik dikompensasikan oleh kehilangan (atau keuntungan) tenaga berpotensi - kerana satelit berada di medan graviti. Jisim efektif negatif adalah hasil interaksi dengan persekitaran (dan tidak mungkin tanpa persekitaran luaran), sama ada medan kristal atau graviti, atau beberapa medan luaran yang lain. Tetapi dalam fizik moden ada pernyataan yang lebih kuat: jisim apa pun selalu merupakan hasil interaksi dengan persekitaran,”jelas Sergei Baranov. Tetapi dalam fizik moden ada pernyataan yang lebih kuat: jisim apa pun selalu merupakan hasil interaksi dengan persekitaran,”jelas Sergei Baranov. Tetapi dalam fizik moden ada pernyataan yang lebih kuat: jisim apa pun selalu merupakan hasil interaksi dengan persekitaran,”jelas Sergei Baranov.
Tatiana Pichugina
