I fisici della Washington State University hanno creato un fluido con massa negativa, che è esattamente quello che sembra. Spingilo, e a differenza di ogni oggetto fisico nel mondo che conosciamo, non accelera nella direzione in cui è stata spinta. Accelera all'indietro.

Il fenomeno viene raramente creato in condizioni di laboratorio e può essere utilizzato per esplorare alcuni dei concetti più impegnativi del cosmo, ha detto Michael Forbes, un assistente professore di fisica e astronomia WSU e un assistente professore affiliato presso l'Università di Washington. La ricerca appare oggi sulla rivista Lettere di revisione fisica , dove è descritto come un "Suggerimento dell'editore".

Ipoteticamente, la materia può avere massa negativa nello stesso senso in cui una carica elettrica può essere negativa o positiva. Le persone raramente pensano in questi termini, e il nostro mondo quotidiano vede solo gli aspetti positivi della seconda legge del moto di Isaac Newton, in cui una forza è uguale alla massa di un oggetto per la sua accelerazione, o F=ma. In altre parole, se spingi un oggetto, accelererà nella direzione in cui lo stai spingendo. La massa accelererà nella direzione della forza.

"Questo è ciò che la maggior parte delle cose che siamo abituati a fare, "ha detto Forbes, alludendo alla bizzarria a venire. "Con massa negativa, se spingi qualcosa, accelera verso di te."

Condizioni per massa negativa

Lui e i suoi colleghi hanno creato le condizioni per una massa negativa raffreddando gli atomi di rubidio ad appena un capello sopra lo zero assoluto, creando quello che è noto come un condensato di Bose-Einstein. In questo stato, predetto da Satyendra Nath Bose e Albert Einstein, le particelle si muovono molto lentamente e, seguendo i principi della meccanica quantistica, comportarsi come onde. Inoltre si sincronizzano e si muovono all'unisono come ciò che è noto come superfluido, che scorre senza perdere energia.

Guidato da Peter Engels, Professore WSU di fisica e astronomia, i ricercatori al sesto piano di Webster Hall hanno creato queste condizioni utilizzando i laser per rallentare le particelle, rendendoli più freddi, e permettendo caldo, particelle ad alta energia per sfuggire come vapore, raffreddare ulteriormente il materiale.

I laser hanno intrappolato gli atomi come se fossero in una ciotola di meno di cento micron di diametro. A questo punto, il rubidio superfluido ha massa regolare. La rottura della ciotola consentirà al rubidio di fuoriuscire, espandendosi mentre il rubidio al centro spinge verso l'esterno.

Per creare massa negativa, i ricercatori hanno applicato un secondo set di laser che ha spinto gli atomi avanti e indietro e ha cambiato il modo in cui ruotano. Ora, quando il rubidio esce abbastanza velocemente, se si comporta come se avesse una massa negativa." Una volta che spingi, accelera all'indietro, "ha detto Forbes, che ha agito come un teorico analizzando il sistema. "Sembra che il rubidio colpisca un muro invisibile."

Evitare i difetti sottostanti

La tecnica utilizzata dai ricercatori della WSU evita alcuni dei difetti sottostanti riscontrati nei precedenti tentativi di comprendere la massa negativa.

"La prima cosa qui è lo squisito controllo che abbiamo sulla natura di questa massa negativa, senza altre complicazioni", ha detto Forbes. La loro ricerca chiarisce, in termini di massa negativa, comportamento simile visto in altri sistemi. Questo controllo potenziato offre ai ricercatori un nuovo strumento per progettare esperimenti per studiare fisica analoga in astrofisica, come stelle di neutroni, e fenomeni cosmologici come i buchi neri e l'energia oscura, dove gli esperimenti sono impossibili." Fornisce un altro ambiente per studiare un fenomeno fondamentale che è molto particolare, " ha detto Forbes.