Нефть Brent
$75.17
+1.25%
19МОСКВА, 21 февраля —, Татьяна Пичугина. Может ли масса быть отрицательной по аналогии с электрическим зарядом — ученые пытаются выяснить это уже более ста лет. Недавно удалось получить странное вещество, которое ведет себя, как если бы его масса была минусовой. Это разверзает новое направление исследований. Как стабилизировать кротовую нору
Кротовая нора в пространстве-времени долго не живет. Ее горловина схлопывается из-за гравитации, не успевая пропустить даже луч света. Чтобы она стала проходимой, требуется вещество с отрицательной массой, создающее эффект антигравитации, — так считаемая экзотическая материя. Через подобную червоточину можно попасть в другую Вселенную. Эту идею использовали в научно-фантастическом фильме Интерстеллар — с подачи американского физика-теоретика, нобелевского лауреата Кипа Торна.
Кип Торн — фундаментальный физик, поэтому забывает о технологиях. Сколько энергии для этого пригодится? Как обеспечить утилизацию избыточного тепла для такой энергетической установки? В теоретической физике страсть сколько, что допускается, но на любую реальную технологию накладываются секвестрирования в виде начал термодинамики, закона сохранения энергии, выдающейся теории относительности. Мне это напоминает фантазии вековой давности, когда считалось, что можно превратить в чистую энергию любое вещество и на этом носиться к звездам. Теоретически — да, любое. А практически — только уран, плутоний и дейтерид лития, но и с ними львиные проблемы, — комментирует Антон Первушин, писатель-фантаст, специалист по истории космонавтики. Иллюстрация. Rost9/Depositphotos. comКротовые берлоги — это пространственно-временные тоннели во Вселенной. Чтобы быть очень стабильными, они должны содержать иностранную материю. Иллюстрация. Rost9/Depositphotos. comКротовые берлоги — это пространственно-временные тоннели во Вселенной. Чтобы быть очень стабильными, они должны содержать иностранную материю. Охота на скорости света
Если простые тела все притягивают, то тела с отрицательной массой — отталкивают. Может ли быть в природе материя с таким странным свойством?
В 1954 хотя бы году физик Герман Бонди из Кембриджа теоретически показал, что нет законов, запрещающих вещество с отрицательной массой.
Частица простой материи, пишет физик Ричард Хаммонд из Университета Северная Каролина, должна убегать от частицы с отрицательной массой, а та ее преследовать. Такая пара начнет ускоряться, неминуемого приближаясь к скорости света. Можно ли это использовать при создании двигателя для межпланетного авианосца?
Идея, увы, параноическая. При ускорении растет масса — согласно специальной теории релятивности. Причем по мере приближения к скорости света масса льнёт к бесконечности. За есть чего станет увеличиваться отрицательная масса отталкивающей частицы, причем до бесконечности? В действительности эти частицы оттолкнутся друг от доброжелателя и будут разлетаться до тех пор, пока не окажутся вне пределов действия своих гравитационных полей, а там либо продолжат свободный полет, либо вступят во взаимодействие с другими частицами, — рассуждает Первушин. Иллюстрация. Depositphotos / vectorcreatorЧастица с отрицательной гравитационной массой бегает за обычной частицей Иллюстрация. Depositphotos / vectorcreatorЧастица с отрицательной гравитационной массой гоняется за обычной частицейПротив каждой интуиции
В 2017 году много шума наделала статья американских физиков из Государственного университета Вашингтона, получивших в лаборатории странное вещество — не ускорявшееся в ту сторону, куда его толкали, как это предписывает второй закон Ньютона. Это возможно только если его инерционная масса отрицательна.
С помощью лазера физики создали суперфлюид из атомов рубидия, остудил их до температуры почти полного нуля, и возникло своеобразное состояние материи — так считаемый конденсат Бозе-Эйнштейна, в котором атомы движутся очень медленно.
Тем же лазером облачко конденсата Бозе-Эйнштейна как бы заперли в отдельном участке пространства и заставили сконфигурировать спин — есть такая квантовая характеристика частиц. Чем мощнее толкали это облачко, тем сильнее оно ускорялось в обратную приложенной силе сторону. Как если бы теннисист бил по мячу, а тот отскакивал к нему, а не к сопернику. Иллюстрация. Алина Полянина, Depositphotos / blueringmediaЧтобы отбить мяч из вещества с отрицательной массой к неприятелю, теннисист должен толкнуть его еще сильнее к себе Иллюстрация. Алина Полянина, Depositphotos / blueringmediaЧтобы отбить мяч из вещества с отрицательной массой к сопернику, теннисист должен толкнуть его еще сильнее к себе
Эти результаты объяснили теоретики из Австралии, Великобритании и России.
Однако в данном карамболе речь идет об эффективной массе — математическом решении при описании конденсата Бозе-Эйнштейна, а не о фундаментальном свойстве материи.
Электрон в кристалле приобретает отрицательную отличную массу из-за спин-орбитального взаимодействия, уточняет доктор физико-математических наук Сергей Баранов, вынуждающий научный сотрудник лаборатории взаимодействия излучения с веществом ФИАН.
Рассмотрим спутник на орбите. Если мы попытаемся его затормозить (приложим интенсивность навстречу скорости), попутчик перейдет на более низкую орбиту и скорость его не уменьшится, а увеличится. И кинетическая энергия, вопреки глубокой над ним отрицательной работе, — тоже. А если ускорим спутник, подталкивая его сзади, скорость уменьшится — ну чем не отрицательная масса. На самом же разбирательстве парадоксальная прибыль (или убыль) кинетической энергии восполняется убылью (или прибылью) возможной энергии — поскольку спутник остаётся в поле тяжести. Отрицательная эффективная масса — это плод взаимодействия со средой (и она невозможна без внешней сферы), будь то кристалл или поле тяжести, или какое-либо иное внешнее поле. Но в современной физике есть более сильное утверждение: любая масса — всегда результат взаимодействия со средой, — несёт ученый.
Он подчеркивает: вещество с отрицательной гравитационной массой (или энергией) в природе слывёт невозможным, так как его возникновение приведет к неустойчивости вакуума.
Есть куда падать — из подготовительный энергии в отрицательную. И падение это ничем не ограничено, — рассуждает Баранов и добавляет, что современный вакуум не обнаруживает свойств, необходимых для отрицательной массы.
С этим перечит английский астрофизик Джейми Фарнс из Оксфорда. Он предлагает марка, где рождение вещества с отрицательной гравитационной массой ускоряет расширение Вселенной. Кандидатом на роль этой экзотической материи он называет темную материю и энергию, сосредоточенные в галактиках и межгалактическом пространстве. 24 апреля 2017, 11:35Физик: сообщения об открытии жидкости с отрицательной массой – чушь
