ماده‌ای با جرم منفی
معنای این حرف این است، که برخلاف تقریبا همه اشیاء فیزیکی دیگر، وقتی شما به این سیال نیرو وارد کنید در خلاف جهت نیرو حرکت می‌کند، نه در جهت نیرو. این چیز عجیب می‌تواند، به محققان درباره رخداد‌های غیرعادی که در اطراف سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی اتفاق می‌افتد، اطلاعات بدهد.
اما اجازه بدهید برای لحظاتی به عقب برگردیم، چون چطور چیزی می‌تواند جرم منفی داشته باشد. از دیدگاه فرضی مواد می‌توانند جرم منفی داشته باشند، درست شبیه بار الکتریکی که می‌تواند مثبت یا منفی باشد. این روی کاغذ جواب می‌دهد، اما هنوز در جهان علم بحث‌هایی است، که آیا اشیاء با جرم منفی بدون شکستن قوانین فیزیک می‌توانند وجود داشته باشند؟ اما چیزی که ناخوش‌آیند است، این حقیقت است که برخی مفاهیم برای ما انسان‌ها به طور محض گیج کننده هستند.
قانون دوم حرکت نیوتن معمولا به شکل فرمول F=ma نوشته می‌شود، که به معنای تساوی نیرو با جرم شیئ ضرب در شتاب آن است. اگر ما این فرمول را به شکل شتاب مساوی نیرو تقسیم بر جرم جسم بازنویسی کنیم، و جرم را منفی در نظر بگیریم، نتیجه شتاب منفی خواهد شد. تصور کنید که یک لیوان را روی میز هل بدهید و لیوان دوباره به سمت دستتان بازگردد.!!
از دیدگاه فرضی مواد می‌توانند جرم منفی داشته باشند، درست شبیه بار الکتریکی که می‌تواند مثبت یا منفی باشد. این روی کاغذ جواب می‌دهد، اما هنوز در جهان علم بحث‌هایی است، که آیا اشیاء با جرم منفی بدون شکستن قوانین فیزیک می‌توانند وجود داشته باشند؟
به هر حال چون این موضوع برای ما عجیب است، به این معنی نیست که غیر ممکن است و مطالعات تئوریک قبلی شواهد اولیه‌ای را نشان دادند که جرم منفی می‌تواند بدون شکستن قوانین نسبیت عام در جهان ما وجود داشته باشند. علاوه بر این بسیاری از فیزیک‌دان‌ها فکر می‌کنند، که جرم منفی در ارتباط با برخی از عجیب‌ترین چیز‌هایی است که ما در جهان دیده‌ایم؛ مثل انرژی تاریک، سیاه‌چاله و ستاره‌ها نوترونی.
در نتیجه در گذشته محققان به طور جدی تلاش کرده تا جرم منفی را در آزمایشگاه پدید بیاورند و موفقیت‌های اولیه‌ای هم کسب کرده‌اند. اما حالا محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن می‌گویند؛ آن‌ها با موفقیت توانسته‌اند سیالی از اتم‌های فوق سرد پدید بیاورند، که طوری رفتار می‌کند، که گویا جرمش منفی است و می‌توان بالاخره از آن برای مطالعه برخی پدیده‌های عجیب اعماق جهان استفاده کرد. « مایکل فوربس» یکی از محققان این دانشگاه می‌گوید:« نخستین مسئله کنترل دقیق و بدون دردسری است، که ما روی طبیعت این جرم منفی داریم».
محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن می‌گویند؛ آن‌ها با موفقیت توانسته‌اند سیالی از اتم‌های فوق سرد پدید بیاورند، که طوری رفتار می‌کند، که گویا جرمش منفی است
برای ساختن این سیال عجیب محققان از لیزر برای سرد کردن اتم‌های روبیدیوم تا نزدیکی‌های صفر مطلق استفاده کردند و پدیده‌ای را دست کردند که به «چگالش بوز- انیشتین» مشهور است. در این حالت ذرات به طور خارق‌العاده‌ای آرام حرکت و از قوانین عجیب مکانیک کوانتوم به جای فیزیک کلاسیک پیروی می‌کنند. این به این معنا است، که آن‌ها رفتاری شبیه امواج از خودشان بروز می‌دهند و موقعیتشان را نمی‌توان به دقت مشخص کرد. همچنین ذرات با هماهنگی و اتحاد حرکت می‌کنند و چیزی را می‌سازند که به نام ابر شناخته می‌شود، ماده‌ای که بدون از دست دادن انرژی بر اثر اصطکاک جریان می‌یابد. با استفاده از لیزر این ابرسیال در دمای پایین نگاه داشته شده، اما همچنین محققان با کمک لیزر این ماده را در میدانی شبیه کاسه با ابعاد کمتر از 100 میکرون به دام انداختند. مادامی که این ابرسیال در فضایش قرار دارد، جرم معمولی دارد، اما به محض این‌که تیم تحقیقاتی به آن نیرو وارد کردند تا از تله‌اش فرار کند، رفتاری شبیه ماده با جرم منفی نشان داد.
تیم با استفاده از یک مجموعه لیزر جدید اتم‌ها را برای تغییر جهت چرخششان به جلو و عقب راندند، تا کاسه فرضی را شکسته و به اتم‌های روبیدیوم اجازه دهند به بیرون بروند این رفتار شبیه جرم منفی بروز کرد. فوربز می‌گوید: «وقتی آن‌را هل می‌دادیم، به عقب برمی‌گشت، انگار روبیدیوم به دیوار نامرئی برخورد می‌کند». نتایج این تحقیق به صورت یک مقاله در مجله همتانگر Physical Review Letters منتشر شده است تا مشخص شود آیا این رفتار شبه جرم منفی با اندازه کافی برای ارزیابی پدیده‌های دیگر قابل اتکا است یا نه.
علی رنجبران
No tags for this post.
