Exotische Angelegenheit. Es ist ein Stoff mit negativen Masseneigenschaften entstanden

25.09.2019

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Wie Sie wissen, gibt es keine Drachen. Dieses Primitiv
Eine Aussage kann nur den Geist eines Einfaltspinsels befriedigen, nicht jedoch den Geist eines Wissenschaftlers. Die Banalität der Existenz ist schon zu lange etabliert und verdient kein einziges Wort mehr. Brillant Cerebron Emdehertius, Das Problem mit Methoden angehen exakte Wissenschaften, stellte fest, dass es drei Arten von Drachen gibt: null, imaginär und negativ. Wie gesagt, es gibt sie nicht alle, aber jeder Typ ist auf seine eigene Art und Weise.
(Stanislav Lev „Cyberiade“)

Beim Studium der Natur wird sich ein Wissenschaftler, wenn er ein echter Wissenschaftler ist, mit Sicherheit der Grenze nähern, hinter der das Unmögliche beginnt. Und wenn es sich um einen echten Wissenschaftler handelt, wird er natürlich versuchen, das Unmögliche zu untersuchen. Aber da er ein echter Wissenschaftler ist, wird er gezwungen sein zuzugeben, dass seine Wissenschaft in dieser höchst unmöglichen Sache machtlos ist.

Die Physik bietet hervorragende Werkzeuge zur Untersuchung des Möglichen, aber für das Unmögliche sind alle diese Werkzeuge ungeeignet. Für das Unmögliche braucht es etwas anderes, das jenseits der Physik liegt. Deshalb untersucht die Physik nicht das Unmögliche. Die Physiker sagen ehrlich: „Das liegt außerhalb meiner Kompetenz.“ Und wenn jemand, der sich als Wissenschaftler ausgibt, anfängt, das Unmögliche mit Hilfe der Physik oder auf andere Weise zu erklären Naturwissenschaft Dann können wir mit Sicherheit sagen, dass vor uns kein Wissenschaftler, sondern ein Scharlatan steht.

Wer kann dann das Unmögliche studieren? Wer verfügt über das nötige Rüstzeug dafür? Ein Künstler kann über ein solches Werkzeugset verfügen. Ein Künstler im weitesten Sinne des Wortes. Viele Menschen wissen wahrscheinlich, dass das Wort „Künstler“ aus dem Lateinischen mit „Künstler“ übersetzt wird und nicht nur jemand bedeutet, der Bilder malt, sondern jeden kreativen Menschen. In der ukrainischen Sprache gibt es ein ähnliches Wort: „mitets“, also eine Person der Kunst. Ein Kunstmensch kann mit seiner künstlerischen Wahrnehmung der Welt das navigieren, was jenseits der Grenzen des Möglichen liegt.

Aber der Künstler, der Künstler, hat ein anderes Problem, er kennt den Weg dorthin nicht. Denn um zum Unmöglichen zu gelangen, muss man das Mögliche durchgehen, und das Mögliche liegt in der Kompetenz des Wissenschaftlers, nicht des Künstlers. Es stellt sich heraus, dass ein Künstler das Unmögliche nur durch Zufall erreichen kann. Und solch ein zufälliges Ankommen dort, solche Spaziergänge durch das Unmögliche können für ihn sehr gefährlich sein. Hier kann man sich an das Schicksal von Gogol, Dostojewski, Bulgakow erinnern – für jeden von ihnen war das Eindringen in das Unmögliche nicht schmerzlos. Um das Unmögliche zu betreten und ohne schwerwiegende Konsequenzen daraus wieder herauszukommen, muss man den Weg dorthin und zurück gut kennen. Und Wissenschaftler, vor allem Physiker, kennen diesen Weg. Das heißt, um mit dem Unmöglichen in Berührung zu kommen, muss man sich gründlich mit dem Möglichen vertraut machen.

Was bekommen wir im Allgemeinen? Wir haben Wissenschaftler, die den Weg zum Unmöglichen und zurück kennen, aber nicht wissen, wie man durch das Unmögliche navigiert, und wir haben Künstler, die wissen, wie man dorthin navigiert, aber den Weg dorthin nicht kennen. Das ist so ein Hinterhalt. Daher betrachte ich die wichtigste intellektuelle Aufgabe des 21. Jahrhunderts die Schaffung eines kognitiven Apparats, der Wissenschaft und Kunst verbindet. Und ich betrachte die pädagogische Hauptaufgabe des 21. Jahrhunderts darin, ein Bildungssystem zu schaffen, das umfassend entwickelte Menschen vorbereiten kann, die beides sprechen können wissenschaftliche Herangehensweise und künstlerisches Flair. Wenn es jetzt eine Spaltung der Menschen in Technikfreaks und Humanisten gibt, oder, wie man auch sagt, in Physiker und Lyriker, dann sollte in Zukunft jeder Mensch mit Selbstachtung gleichzeitig Physiker und Lyriker werden.

Genau aus diesem Grund erschaffe ich diesen Zyklus.

Als ich das letzte Mal über Objekte absoluter Kälte sprach, sagte ich, dass solche Objekte nicht aus Molekülen bestehen sollten, sondern aus etwas grundlegend anderem, das grundlegend andere Eigenschaften besitzt. Von welchen Eigenschaften reden wir? Zunächst einmal zur Masse.

Wie wir uns erinnern, ist die Temperatur ein Maß für die Energie der Moleküle, aus denen der Körper besteht. Und die Bewegungsenergie von Molekülen oder ihre kinetische Energie hängt von zwei Parametern ab: Geschwindigkeit und Masse. Von der Geschwindigkeit in größerem Maße als von der Masse. Die Abhängigkeit der kinetischen Energie von der Masse ist linear und die Abhängigkeit der kinetischen Energie von der Geschwindigkeit ist quadratisch. Das heißt, wenn die Masse verdoppelt wird, verdoppelt sich die kinetische Energie, und wenn die Geschwindigkeit verdoppelt wird, vervierfacht sich die kinetische Energie. Und wenn dreimal, dann neunmal, viermal, sechzehn usw., ist dies eine quadratische Abhängigkeit.

Wie groß müssen also Masse und Geschwindigkeit von Molekülen sein, damit ihre kinetische Energie und damit die Temperatur des aus ihnen bestehenden Körpers negativ ist? Entweder müssen diese Moleküle haben negative Masse, oder - imaginäre Geschwindigkeit. Aber imaginäre Zahlen sind eine solche mathematische Abstraktion, dass selbst ich mir bei all meiner Vorstellungskraft keine imaginäre Geschwindigkeit vorstellen kann, aber negative Masse ist zwar unmöglich, aber etwas, das man sich vorstellen kann.

Was ist Masse? Wer sich überhaupt nicht mit Physik auskennt, verwechselt Masse mit Gewicht, aber ich hoffe, dass es solche Leute hier nicht gibt. Masse ist also ein Maß für die Trägheit (nicht zu verwechseln mit Trägheit!). Jeder physische Körper hat eine inhärente Eigenschaft wie Trägheit. Trägheit ist die Eigenschaft eines Körpers, seinen Zustand aufrechtzuerhalten. Entweder handelt es sich um einen Zustand der Ruhe, Unbeweglichkeit oder umgekehrt – um einen Zustand der Bewegung. Es ist zum Beispiel einfach, eine Kugel zu bewegen, aber es ist schwierig, einen Schrank zu bewegen. Es ist einfacher, ein Fahrrad anzuhalten als einen LKW. Das ist Trägheit. Und das quantitative Maß der Trägheit heißt Masse. Das Körpergewicht kann mehr oder weniger sein, aber es ist immer so Über Null. Folglich ist die Trägheit des Körpers immer positiv.

Was bedeutet negative Masse, wenn irgendwo eine entdeckt wird? Das bedeutet, dass der Körper eine negative Trägheit hat. Wie drückt sich positive Trägheit aus? Wir schieben den Ball, er rollt, wir behindern seine Bewegung, er bleibt stehen. Das ist natürlich, das ist positive Trägheit. Wie verhält sich also ein Körper mit negativer Trägheit und negativer Masse? Es verhält sich genau umgekehrt: Wir schieben es vorwärts, es bewegt sich rückwärts, wir versuchen es aufzuhalten, es beschleunigt. Es wurden keine solchen Körper, Körper mit negativer Trägheit, entdeckt, und es ist durchaus möglich, dass solche Körper in unserem Universum nicht existieren. Aber außerhalb des Universums...

Wenn Sie sich an meine früheren Ausgaben erinnern, habe ich darin mehrmals versucht, über die Grenzen unseres Universums, über die Grenzen des Möglichen hinauszuschauen. Als ich über den Ereignishorizont, über Schwarze Löcher, über Überlichtgeschwindigkeiten, über den umgekehrten Zeitfluss und schließlich über Temperaturen unter dem absoluten Nullpunkt sprach.

Woraus sollte also ein Körper mit negativer Masse bestehen? Nicht aus Molekülen, sondern aus etwas grundlegend Anderem, aus Teilchen, deren Masse ebenfalls negativ ist. Aber wenn die Masse der Teilchen negativ ist, dann ist auch ihre kinetische Energie negativ (falls sich jemand erinnert, lautet die Formel für kinetische Energie

mv 2 /2). Wenn ihre kinetische Energie jedoch negativ ist, ist auch das Maß für die durchschnittliche kinetische Energie solcher Teilchen, also die Temperatur, negativ. Genauer gesagt wird es keine Temperatur mehr sein, da ein solcher Körper nicht genau aus Molekülen besteht.

Es ist auch interessant, darüber nachzudenken, wie sich solche Nicht-Ganz-Moleküle verhalten werden, da sie eine negative Trägheit haben, was bedeutet, dass sie sich bei gegenseitigen Kollisionen anders bewegen als gewöhnliche Moleküle. Und sie werden sich auf völlig unnormale Weise gegenseitig anziehen und abstoßen. Welche Strukturen solche Partikel bilden können, können Sie sich selbst vorstellen.

Lassen Sie uns zunächst auf eine weitere physikalische Größe eingehen, die auch Masse genannt wird. Seltsam, nicht wahr? Zwei physikalische Größen, aber sie heißen gleich? Kommt das vor? Es stellt sich heraus, dass es passiert. Es gibt eine Masse, die ein Maß für die Trägheit ist, und eine andere Masse, die ein Maß für eine andere inhärente Eigenschaft des Körpers ist – ein Maß für die Schwerkraft. Ich habe die Schwerkraft bereits teilweise angesprochen, als ich über Schwarze Löcher sprach. Schauen wir uns das nun genauer an.

Eine weitere „wissenschaftliche“ Sensation aus dem Ausland ließ mich schaudern – es stellte sich als so dumm heraus. Einige Wissenschaftler sagten, sie hätten den „negativen Masseneffekt“ erzielen können, und Online-Journalisten verbreiteten diesen Aprilwitz in ihren Publikationen. Lassen Sie uns den Artikel von Ilya Khel von hi-news.ru über dieses Ereignis analysieren.

In den Nachrichten heißt es, dass Physiker der University of Washington eine Flüssigkeit mit negativer Masse geschaffen haben. Physiker halten dies für ein Zeichen einer solchen Masse: „Schiebt es, und im Gegensatz zu allen physischen Objekten auf der Welt, die wir kennen, wird es nicht in die Richtung des Stoßes beschleunigen.“ Sie wird beschleunigen Rückseite" Dies erklärte Michael Forbes, Assistenzprofessor, Physiker und Astronom an der University of Washington, und die Studie selbst erschien in Physical Review Letters.

Es wird weiter erklärt, dass hypothetisch eine Substanz angeblich eine negative Masse haben kann, angeblich im gleichen Sinne, in dem eine elektrische Ladung sowohl negativ als auch positiv sein kann. Und Physiker veranschaulichen dies mit dem „zweiten Gesetz“ von Isaac Newton: Die auf einen Körper wirkende Kraft ist gleich dem Produkt aus der Masse des Körpers und der durch diese Kraft ausgeübten Beschleunigung.

Darüber hinaus erklärt offenbar Ilya Hel selbst dieses „Gesetz“: „Wenn Sie ein Objekt schieben, beschleunigt es in die Richtung Ihres Stoßes.“ Die Masse beschleunigt es in Richtung der Kraft.“ Und Forbes stellt fest, dass „das der Zustand ist, an den wir gewöhnt sind“ und fügt hinzu: „Wenn man bei negativer Masse etwas anschiebt, beschleunigt es auf einen zu.“

Angesehene Physiker aus den USA haben also kaum Kenntnisse in Physik. Schauen wir uns ihre Aussagen an. Erstens gibt es kein einziges Werk auf der Welt, in dem das physikalische Wesen der Masse offenbart würde. Zweitens gibt es weltweit keine einzige Definition dieser physikalischen Größe. Das heißt, niemand auf der Welt weiß im Moment, was Masse ist. Eine Definition zu finden und das Wesen der Masse zu identifizieren, ist eines der dringendsten Probleme der modernen Physik.

Wie kommen Physiker aus dieser Situation heraus? Sie leiten die Masse aus Newtons „Zweitem Gesetz“ ab, dem gleichen, das im Artikel erwähnt wird. Allerdings haben diese Physiker offenbar Newtons Werk nicht gelesen. Und er führte SOLCHE Masse als Proportionalitätskoeffizienten ein und nicht als physikalische Größe. Das heißt, mit der Masse aus Newtons „Zweitem Gesetz“ können keine Operationen durchgeführt werden.

Mit Masse ist heute Trägheit gemeint – und genau diese verhindert die Beschleunigung, verhält sich also nach Aussage der Autoren des Artikels wie eine negative Masse. Und dieser Fehler ist eine Folge eines Missverständnisses von Physikern aus den USA physikalische Einheit Massen.

Nun zu Newtons „Zweitem Gesetz“ selbst. Das ist kein Gesetz. Dies ist ein gebräuchlicher Ausdruck für eine neue physikalische Größe, die in diesem Ausdruck mit dem Buchstaben „F“ bezeichnet und als Wort „Kraft“ bezeichnet wird. Viele physikalische Größen werden auf diese Weise geschrieben, zum Beispiel l = vt (der Weg ist gleich dem Produkt aus Geschwindigkeit und Zeit) oder S = ab (die Fläche ist gleich dem Produkt aus Länge und Breite) usw.

Eigentlich stimmt das nicht. Selbst wenn wir uns an Newtons „Gesetze“ halten, wird aus ihnen klar, dass die Masse die zentrale Schwerkraft erzeugt, das heißt, die Masse hat zentral schnelle Eigenschaften, wo es nur 0 und Unendlichkeit gibt. Keine Vor- oder Nachteile. Daher ist die Physik längst zu dem Schluss gekommen: Die Masse kann entweder Null sein oder einen positiven Wert haben.

Jetzt werde ich erklären, was Masse ist. Arbeiten an Eine einheitliche Theorie Feldern gelang es mir, einige Fortschritte in dieser Richtung zu machen. Masse ist kompliziert physikalische Größe Dazu gehören: 1) die Anzahl der Teilchen im „Körper“, 2) ihre Bewegung, 3) die Geometrie der Bewegungsbahn, 4) die Wahrscheinlichkeit, Teilchen an der einen oder anderen Stelle dieser Flugbahn zu finden. Und das Wichtigste: Ein Körper hat unendlich viele Massen. Diese Eigenschaft wurde im 19. Jahrhundert vom berühmten Physiker Mach entdeckt, konnte sie damals aber nicht erklären.

Wenn man also mit einer Kraft auf eine Masse einwirkt, kann man das Vorzeichen dieser Masse nicht anhand der Bewegungsrichtung beurteilen. Lassen Sie mich Ihnen ein Beispiel geben. Wenn Sie einen rotierenden Körper – einen Kreisel – nehmen und eine Kraft auf ihn ausüben, bewegt sich der Körper in eine Richtung senkrecht zur ausgeübten Kraft. Und diese Eigenschaft des Gyroskops wird in der Physik in der Schule gelehrt. So viel zur negativen Masse! Physiker aus den USA gingen einfach nicht in die 8. Klasse.

Darüber hinaus beschreiben sie selbst ihr Experiment, das sie mit einem rotierenden Körper durchgeführt haben. So wird die Arbeit der „Genies“ beschrieben: „Gemeinsam mit seinen Kollegen schuf er die Voraussetzungen für negative Masse, indem er Rubidiumatome auf einen Zustand nahezu des absoluten Nullpunkts abkühlte und dadurch ein Bose-Einstein-Kondensat erzeugte.“ In diesem von Shatyendranath Bose und Albert Einstein vorhergesagten Zustand bewegen sich Teilchen sehr langsam und verhalten sich den Prinzipien der Quantenmechanik folgend wie Wellen. Sie synchronisieren sich auch und bewegen sich im Einklang als supraflüssige Flüssigkeit, die ohne Energieverlust fließt.“

Achten Sie nicht auf gruselige Wörter wie „Kondensation“. Schauen Sie auf den Punkt. Auch hier liegt ein fataler Fehler vor. Der Autor korreliert niedrige Temperatur Mit der Bewegungsgeschwindigkeit von Teilchen sagt man, dass sie sich langsam bewegen.

Aber Temperatur ist nicht die Bewegungsgeschwindigkeit von Partikeln in einer Strömung, sondern die Bewegungsgeschwindigkeit eines Teils in einer dazu senkrechten Richtung! Fließt beispielsweise eine Flüssigkeit parallel zu einer Wand, dann übt sie keinen Druck auf diese aus. Druck entsteht durch einen senkrechten Aufprall auf die Gefäßwand. Dies wurde uns von den Lehrkräften des Instituts am Fachbereich Raketentriebwerke perfekt vermittelt. Bei ihnen ist die Strömungsgeschwindigkeit der Hauptindikator, mit dem sie arbeiten.

Daher ist die Strömung bei niedriger Temperatur laminar und die Strömung bei hoher Temperatur turbulent. Und hier gibt es nichts, was mit Kondensation zu tun hat.

Fortsetzung: „Unter der Leitung von Peter Engels, einem Professor für Physik und Astronomie an der University of Washington, schufen Wissenschaftler im sechsten Stock von Webster Hall diese Bedingungen, indem sie Laser einsetzten, um Teilchen zu verlangsamen, sie kühler zu machen und heiße, hoch- Energieteilchen entweichen wie Dampf und kühlen das Material weiter ab.

Hier wird beschrieben, dass Partikel mit einem zu hohen Quergradienten durch Laser herausgeschlagen werden.

Weiter: „Die Laser fingen Atome ein, als wären sie in einer Schüssel mit einer Größe von weniger als hundert Mikrometern.“ Zu diesem Zeitpunkt hatte superflüssiges Rubidium eine normale Masse. Durch den Bruch des Bechers konnte das Rubidium entweichen und dehnte sich aus, während das Rubidium in der Mitte nach außen gedrückt wurde.“

In die Alltagssprache übersetzt bedeutet dies, dass Rubidiumatome in einer durch Laser erzeugten Interferenzstruktur platziert wurden. Diese Struktur weist in sich eine komplexe Geschwindigkeitsgeometrie auf. Wir können hier nicht von einer Richtung sprechen.

Fortsetzung: „Um negative Masse zu erzeugen, verwendeten die Wissenschaftler einen zweiten Satz Laser, der die Atome hin und her drückte und so ihren Spin veränderte. Wenn Rubidium nun schnell genug zur Neige geht, verhält es sich so, als ob es eine negative Masse hätte. „Wenn man es antreibt, wird es in die entgegengesetzte Richtung beschleunigen“, sagt Forbes. „Es ist, als würde das Rubidium gegen eine unsichtbare Wand stoßen.“

Hier kommt eine weitere physikalische Größe auf den Plan – der Spin. Während ich an dem Buch „Vacuum: Concept, Structure, Properties“ arbeitete, musste ich die Physikabteilung eines der führenden Physikinstitute des Landes zum Thema Spin konsultieren. Der Abteilungsleiter sagte mir etwa so: „Ich beschäftige mich seit mehr als zwanzig Jahren mit Spin, ich habe meine Diplom- und Doktorarbeit darüber geschrieben, es gibt keine besseren Spezialisten als mich, aber ich kann nicht erklären, was Spin ist.“ Ist."

Und er hat recht. Es gibt keine klare Vorstellung davon, was Spin ist. Daher ist es unmöglich, gezielt etwas zu ändern, dessen Natur Sie nicht verstehen. Beispiel: Niemand kennt die Sprache der Marsmenschen, daher kann niemand einige Wörter dieser Sprache ändern.

In meiner Interpretation ist der Spin ein Indikator für die Rückkehr des Systems in seinen ursprünglichen Zustand: nach wie vielen Teilbewegungen wird das System in einen Zustand übergehen, der vom vorherigen nicht zu unterscheiden ist. Bei einer regelmäßigen Kreisbewegung ist beispielsweise 1 Kreis ein Spin gleich 1. In einem Möbius-Streifen beträgt der Spin 2 – Sie müssen sich nacheinander auf beiden Seiten des Streifens bewegen. Sinus und Cosinus haben einen Spin von ½.

Es gibt viele verschiedene Optionen, aber es ist unmöglich, die Spins durch Hin- und Herschieben zu ändern. Der Spin ändert sich nur durch eine Änderung der Geometrie des Raums, durch den die Bewegung erfolgt (Möbius-Streifen), oder durch die Verwendung eines anderen Algorithmus zur Beschreibung der Bewegung (Sinus, Cosinus).

Wieder einmal waren Physiker aus den USA dumm. Der Grund dafür ist, dass sie begannen, Probleme zu lösen, ohne die Essenz der Ausgangspunkte zu verstehen. Und Journalisten verbreiten diese „Sensation“ wie Mutterkorn.

Es empfiehlt sich, mit einer Auflösung von 1280 x 800 zu schauen

„Technik für die Jugend“, 1990, Nr. 10, S. 16-18.

Gescannt von Igor Stepikin

Tribüne kühner Hypothesen

Ponkrat BORISOV, Ingenieur
Negative Masse: eine freie Fahrt ins Unendliche

Seit mehr als 30 Jahren erscheinen von Zeit zu Zeit Artikel zu diesem Thema in ausländischen und sowjetischen Physikzeitschriften. Aber seltsamerweise scheinen sie immer noch nicht die Aufmerksamkeit der Popularisierer auf sich gezogen zu haben. Aber das Problem der negativen Masse ist, selbst in einer streng wissenschaftlichen Formulierung, ein hervorragendes Geschenk sowohl für Liebhaber der Paradoxien der modernen Physik als auch für Science-Fiction-Autoren. Aber das ist die Eigenschaft der Fachliteratur: Die Sensation darin kann über Jahrzehnte verborgen bleiben...

Wir sprechen also von einer hypothetischen Form der Materie, deren Masse das entgegengesetzte Vorzeichen zum üblichen hat. Es stellt sich sofort die Frage: Was bedeutet das eigentlich? Und es wird sofort klar: Den Begriff der negativen Masse richtig zu definieren ist gar nicht so einfach.

Zweifellos muss es die Eigenschaft der Gravitationsabstoßung haben. Doch es stellt sich heraus, dass dies allein nicht ausreicht. In der modernen Physik werden vier Arten von Massen streng unterschieden:

Gravitationsaktiv – derjenige, der anzieht (natürlich nur, wenn er positiv ist);

Gravitationspassiv – derjenige, der angezogen wird;

träge, das unter Einwirkung einer ausgeübten Kraft eine bestimmte Beschleunigung erhält (a = F/m);

schließlich die Einstein-Ruhemasse, die die Gesamtenergie des Körpers angibt (E = mC 2).

Nach allgemein anerkannten Theorien sind sie alle gleich groß. Es ist jedoch notwendig, zwischen ihnen zu unterscheiden, und dies wird gerade bei der Bestimmung der negativen Masse deutlich. Tatsache ist, dass es dem Üblichen nur dann völlig entgegengesetzt ist, wenn alle vier seiner Typen negativ werden.

Basierend auf diesem Ansatz bestimmte der englische Physiker H. Bondi im allerersten Artikel zu diesem Thema, der bereits 1957 veröffentlicht wurde, die grundlegenden Eigenschaften der „Minusmasse“ durch strenge Beweise.

Es dürfte nicht einmal schwierig sein, sie hier zu wiederholen, da sie nur auf der Newtonschen Mechanik basieren. Aber das wird unsere Geschichte verwirren, und dann gibt es hier noch viele physikalische und mathematische „Feinheiten“. Kommen wir daher gleich zu den Ergebnissen, zumal diese recht eindeutig sind.

Erstens muss „Minus-Materie“ alle anderen Körper gravitativ abstoßen, also nicht nur mit negativer, sondern auch mit positiver Masse (während gewöhnliche Materie im Gegenteil immer Materie beider Arten anzieht). Darüber hinaus muss es sich unter dem Einfluss einer Kraft bis hin zur Trägheitskraft in die entgegengesetzte Richtung zum Vektor dieser Kraft bewegen. Und schließlich muss auch seine gesamte Einstein-Energie negativ sein.

Daher muss übrigens betont werden, dass unsere erstaunliche Materie keine Antimaterie ist, deren Masse immer noch als positiv gilt. Beispielsweise würde nach modernen Vorstellungen die „Anti-Erde“ aus Antimaterie auf genau derselben Umlaufbahn wie unser Heimatplanet um die Sonne kreisen.

Das alles ist vielleicht fast offensichtlich. Doch dann beginnt das Unglaubliche.

Nehmen wir die gleiche Schwerkraft. Wenn sich zwei gewöhnliche Körper anziehen und näher kommen und zwei Antimassen sich abstoßen und zerstreuen, was passiert dann bei der gravitativen Wechselwirkung von Massen unterschiedlicher Vorzeichen?

Dies sei der einfachste Fall: Ein Körper (sagen wir eine Kugel) aus Materie mit einer negativen Masse -M befindet sich hinter einem Objekt (nennen wir es eine „Rakete“ – wir werden jetzt herausfinden, warum) mit einer gleichen positiven Masse +M. Es ist klar, dass das Gravitationsfeld des Balls die Rakete abstößt, während es selbst den Ball anzieht. Daraus folgt jedoch (dies ist wiederum streng bewiesen), dass sich das gesamte System entlang einer geraden Linie bewegt, die die Mittelpunkte zweier Massen verbindet, mit konstante Beschleunigung, proportional zur Kraft der Gravitationswechselwirkung zwischen ihnen!

Natürlich „beweist“ dieses Bild der spontanen, grundlosen Bewegung auf den ersten Blick nur eines: Antimasse mit den Eigenschaften, die wir ihr in der Definition von Anfang an zugeschrieben haben, kann einfach nicht existieren. Schließlich haben wir scheinbar eine ganze Reihe von Verstößen gegen die unveränderlichsten Gesetze erlitten.

Nun, wird hier nicht beispielsweise der Impulserhaltungssatz völlig offen missachtet? Beide Körper rasen ohne ersichtlichen Grund in eine Richtung, aber nichts bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung. Aber denken Sie daran, dass eine der Massen negativ ist! Das bedeutet aber, dass sein Impuls, unabhängig von der Geschwindigkeit, ein Minuszeichen hat: (-M)V, und dann bleibt der Gesamtimpuls des Systems aus zwei Körpern immer noch Null!

Das Gleiche gilt für die gesamte kinetische Energie des Systems. Im Ruhezustand der Körper ist er gleich Null. Aber egal wie schnell sie sich bewegen, es ändert sich nichts: Die negative Masse der Kugel akkumuliert in voller Übereinstimmung mit der Formel (-M)V 2 /2 negative kinetische Energie, die den Anstieg der positiven Energie der Kugel genau ausgleicht Rakete.

Wenn das alles absurd erscheint, dann schlagen wir es vielleicht „mit einem Keil aus“ und versuchen, eine Absurdität durch eine andere zu bestätigen? Seit der sechsten Klasse wissen wir, dass der Mittelpunkt gleicher Punktmassen (natürlich positiv) in der Mitte zwischen ihnen liegt. Also – wie gefällt Ihnen das nächste Fazit? Der Mittelpunkt gleicher Punktmassen mit VERSCHIEDENEM VORZEICHEN liegt zwar auf einer durch sie verlaufenden Geraden, aber nicht innerhalb, sondern AUSSERHALB des sie verbindenden Segments, im Punkt ±Ґ?!

Nun, ist es einfacher?

Diese Schlussfolgerung ist übrigens schon recht elementar und kann auf Wunsch von jedem wiederholt werden, der sich mit Physikkenntnissen auf dem Niveau derselben sechsten Klasse auskennt.

Wer sich nicht auf sein Wort verlassen kann und sicherstellen möchte, dass alle Berechnungen korrekt sind, kann auf eine der neuesten Veröffentlichungen zu diesem Thema verweisen – einen Artikel des amerikanischen Physikers R. Forward „ Raketenantriebüber negative Massenmaterie“, veröffentlicht in der übersetzten Zeitschrift „Aerospace Technology“ Nr. 4 für 1990.

Aber vielleicht denkt der anspruchsvolle Leser, dass er ohne Berechnung verstanden hat, wo ihm die „Linde“ zugeschoben wurde? Tatsächlich schweigt bei all diesen eleganten Argumenten die Frage: Woher kommt so eine wunderbare Masse? Denn unabhängig von der Herkunft muss Energie für die „Gewinnung“, „Produktion“ oder, sagen wir, Lieferung an den Ort des Geschehens aufgewendet werden, was bedeutet...

Ach, erfahrener Leser! Natürlich wird Energie benötigt, aber auch diese ist negativ. Es gibt nichts zu tun: In Einsteins Formel für die Gesamtenergie eines Körpers E = Mc 2 hat unsere wunderbare Masse immer noch das gleiche Minuszeichen. Das bedeutet, dass die „Herstellung“ eines Körperpaares mit GLEICHMASSEN UNTERSCHIEDLICHER Vorzeichen NULL Gesamtenergie erfordert. Gleiches gilt für Lieferungen und sonstige Manipulationen.

Nein – so paradox all diese Ergebnisse auch sein mögen, strikte Schlussfolgerungen besagen, dass das Vorhandensein einer Antimasse nicht nur der Newtonschen Mechanik widerspricht, sondern auch allgemeine Theorie Relativität. Es konnten keine logischen Verbote für seine Existenz gefunden werden.

Nun, wenn die Theorie es „erlaubt“, dann denken wir zum Beispiel darüber nach, was passieren kann, wenn zwei identische Materieteilchen mit Plus- und Minus-Masse physisch in Kontakt kommen. Bei „gewöhnlicher“ Antimaterie ist alles klar: Die Vernichtung erfolgt unter Freisetzung der vollen Energie beider Körper. Wenn aber eine von zwei gleichen Massen negativ ist, dann ist ihre Gesamtenergie, wie wir gerade festgestellt haben, Null. Aber WAS mit ihnen in Wirklichkeit passieren wird, ist eine Frage, die über die Theorie hinausgeht.

Der Ausgang eines solchen Ereignisses kann nur durch Erfahrung bekannt werden. Es ist unmöglich, es zu „berechnen“ – schließlich haben wir keine Ahnung vom „Wirkungsmechanismus“ der negativen Masse, ihrer „ Interne Struktur„(da wir das übrigens nicht über die gewöhnliche Masse wissen). Theoretisch ist eines klar: In jedem Fall bleibt die Gesamtenergie des Systems Null. Wir haben das Recht, nur eine HYPOTHESE aufzustellen, wie es derselbe Vorwärts tut. Nach seiner Annahme führt die physikalische Wechselwirkung hier nicht zur Vernichtung, sondern zur sogenannten „Nullifizierung“, also der „stillen“ gegenseitigen Vernichtung von Teilchen, ihrem Verschwinden ohne Freisetzung von Energie.

Aber wir wiederholen, nur ein Experiment könnte diese Hypothese bestätigen oder widerlegen.

Aus den gleichen Gründen wissen wir nichts darüber, wie man negative Masse „herstellt“ (sofern dies überhaupt möglich ist). Die Theorie besagt lediglich, dass zwei gleiche Massen mit entgegengesetztem Vorzeichen grundsätzlich ohne Energieaufwand entstehen können. Und sobald ein solches Körperpaar auftaucht, fliegt es beschleunigt in einer geraden Linie in die Unendlichkeit ...

R. Forward hat in seinem Artikel bereits einen Motor mit negativer Masse „entworfen“, der uns mit jeder von uns eingestellten Beschleunigung zu jedem Punkt im Universum bringen kann. Es stellt sich heraus, dass alles, was Sie dafür brauchen, ein Paar gute Federn ist (alle Wechselwirkungen der „Minusmasse“ mit der Normalmasse durch elastische Kräfte werden natürlich auch im Detail berechnet).

Platzieren wir also unsere wunderbare Masse, die der Masse der Rakete entspricht, in der Mitte ihres „Motorraums“. Wenn Sie vorwärts fliegen müssen, spannen Sie die Feder von der Rückwand und haken Sie sie an einem Körper mit negativer Masse ein. Aufgrund seiner „perversen“ Trägheitseigenschaften rast es sofort nicht dorthin, wo es gezogen wird, sondern in die genau entgegengesetzte Richtung und reißt die Rakete mit einer Beschleunigung mit sich, die proportional zur Spannkraft der Feder ist.

Um die Beschleunigung zu stoppen, einfach die Feder aushängen. Und um das Schiff zu verlangsamen und anzuhalten, müssen Sie eine zweite Feder verwenden, die an der Vorderwand des Motorraums befestigt ist.

Und doch gibt es eine teilweise Widerlegung der „freien Maschine“! Es kommt zwar aus einer völlig unerwarteten Richtung. Aber mehr dazu am Ende.

Suchen wir in der Zwischenzeit nach Orten, an denen sich große Mengen negativer Masse befinden könnten. Solche Orte werden durch riesige Hohlräume nahegelegt, die auf großmaßstäblichen dreidimensionalen Karten der Verteilung von Galaxien im Universum entdeckt wurden – die interessantesten Phänomene für sich. Wie aus Abb. ersichtlich ist. 2 betragen die Abmessungen dieser Hohlräume, die auch einfach „Blasen“ genannt werden, etwa 100 Millionen Lichtjahre (während die Abmessungen unserer Galaxie etwa 0,06 Millionen Lichtjahre betragen). Somit hat das Universum im größten Maßstab eine „schaumige“ Struktur.

Blasengrenzen sind deutlich durch Cluster gekennzeichnet große Zahl Galaxien. In den Blasen gibt es praktisch keine davon, und wenn sie dort vorkommen, handelt es sich um sehr ungewöhnliche Objekte. Sie zeichnen sich durch Spektren starker Hochfrequenzstrahlung aus. Man geht heute davon aus, dass die Blasen „gescheiterte“ Galaxien oder Gaswolken aus gewöhnlichem Wasserstoff enthalten.

Aber kann man nicht annehmen, dass die „schaumige“ Struktur des Universums das Ergebnis seiner Entstehung aus der gleichen Anzahl von Teilchen negativer und positiver Masse ist? Aus dieser Erklärung ergibt sich übrigens natürlich eine sehr attraktive Konsequenz: Die Gesamtmasse des Universums war und ist immer gleich Null. Dann sind Blasen natürliche Orte für Minusmasse, deren Partikel dazu neigen, sich so weit wie möglich auseinander zu bewegen. Und die positive Masse wird an die Oberfläche der Blasen gedrückt, wo sie unter dem Einfluss der Schwerkraft Galaxien und Sterne bildet. Hier können wir uns an den Artikel von A. A. Baranov erinnern, der bereits 1971 in Ausgabe Nr. 11 der Zeitschrift „Izvestia of Universities“ erschien. Physik". Es handelt sich um ein kosmologisches Modell des Universums mit Teilchen, die Massen beider Vorzeichen haben. Anhand dieses Modells erklärt der Autor experimentelle Schätzungen der kosmologischen Konstante und der Hubble-Rotverschiebung sowie einige anomale Phänomene, die in interagierenden Galaxien beobachtet werden.

Ein weiteres mögliches Zeichen für große Mengen negativer Masse ist das Vorhandensein sehr schneller „Ströme“ in den großräumigen Strukturen des Universums. Somit „fließt“ der Superhaufen, der unsere Galaxie enthält, mit einer Geschwindigkeit von 600 km/s relativ zum ruhenden Hintergrund der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung. Diese Geschwindigkeit passt nicht in den Rahmen der Theorien zur Entstehung von Galaxien aus kalter dunkler Materie. R. Forward schlägt vor, dieses Phänomen unter Berücksichtigung der kollektiven Abstoßung von Superhaufen durch Blasen mit negativer Masse zu erklären.

Negative Materie kann also nur auseinanderfliegen. Es stellt sich jedoch heraus, dass dies eine teilweise Widerlegung vieler der diskutierten Schlussfolgerungen ist. Denn die Eigenschaft der gravitativen Abstoßung zwischen Materieteilchen, welcher Art auch immer, führt zwangsläufig dazu, dass diese Teilchen unter dem Einfluss der Gravitationskräfte nicht zusammenkommen können. Darüber hinaus: Da sich ein Teilchen mit negativer Masse unter dem Einfluss einer Kraft in die entgegengesetzte Richtung zum Vektor dieser Kraft bewegt, können gewöhnliche interatomare Wechselwirkungen solche Teilchen nicht zu „normalen“ Körpern binden.

Wir hoffen aber, dass der Leser trotzdem Freude an all diesen Diskussionen hatte...

In der theoretischen Physik ist negative Masse das Konzept einer hypothetischen Substanz, deren Masse den entgegengesetzten Wert der Masse einer normalen Substanz hat (so wie eine elektrische Ladung positiv und negativ sein kann). Zum Beispiel −2 kg. Eine solche Substanz würde, wenn sie existieren würde, eine oder mehrere Energiebedingungen verletzen und einige seltsame Eigenschaften aufweisen. Einigen spekulativen Theorien zufolge kann Materie mit negativer Masse verwendet werden, um Wurmlöcher in der Raumzeit zu erzeugen.

Klingt nach absoluter Fantasie, aber...

Zum ersten Mal in der Geschichte der Wissenschaft haben Physiker der University of Washington die Bedingungen nachgebildet, unter denen Materie, eine bestimmte Art von Flüssigkeit, die Eigenschaften einer „negativen Masse“ aufweist. Das Verhalten dieser Flüssigkeit entspricht vollständig dem Konzept der negativen Masse: Wenn ein in eine bestimmte Richtung wirkender Kraftvektor auf sie ausgeübt wird, beginnt sich diese Flüssigkeit mit Beschleunigung in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen. Dieser Effekt ist selbst unter Laborbedingungen schwer zu erreichen, „aber er kann zur Untersuchung und Erklärung einiger bisher ungeklärter astrophysikalischer Phänomene genutzt werden“, erklärt Michael Forbes, Professor für Physik und Astronomie an der University of Washington.

Hypothetisch gesehen kann Materie eine negative Masse haben, genauso wie elektrische Ladungen eine positive oder negative Polarität haben. Über diesen Aspekt denkt man sehr selten nach, denn in der Welt um uns herum kommt nur die „positive“ Seite der Masse zum Vorschein. Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz beginnt sich ein Objekt, wenn man eine konstante Kraft auf es ausübt, mit konstanter Beschleunigung in Richtung der Kraft zu bewegen.

„Basierend auf Newtons zweitem Gesetz funktioniert fast alles, was wir um uns herum sehen“, sagt Michael Forbes. „Materie mit negativer Masse reagiert jedoch auf eine auf sie einwirkende Kraft genau umgekehrt: Sie beginnt sich in Richtung der Kraft zu bewegen.“ darauf angewendet.“

Abbildung 1. Anisotrope Expansion eines Bose-Einstein-Kondensats mit unterschiedlichen Kohäsionskraftkoeffizienten. Echte experimentelle Ergebnisse werden in Rot angezeigt, Ergebnisse von Simulationsvorhersagen werden in Schwarz angezeigt.

Das untere Diagramm ist ein vergrößerter Teil des mittleren Rahmens in der unteren Reihe von Abbildung 1. Das untere Diagramm zeigt eine eindimensionale Simulation der Gesamtdichte als Funktion der Zeit in dem Bereich, in dem die dynamische Instabilität erstmals auftrat.

Die Flüssigkeit mit negativer Masse war das sogenannte Bose-Einstein-Kondensat, eine Wolke aus Rubidiumatomen, die auf nahezu den absoluten Nullpunkt abgekühlt war. Unter solchen Bedingungen hört die thermische Bewegung der Teilchen praktisch auf und dank der in den Vordergrund tretenden Gesetze der Quantenmechanik erhält diese Atomwolke eine Wellenfunktion und verhält sich wie ein großes festes Atom. Darüber hinaus weist das Bose-Einstein-Kondensat aufgrund der synchronen Bewegung der Atome die Eigenschaften eines Superfluids auf, einer supraflüssigen Flüssigkeit, deren Viskositätskoeffizient Null ist.

Mithilfe von Laserlicht mit bestimmten Parametern bremsten Wissenschaftler Rubidiumatome fast vollständig ab, und die „heißen“ Atome, die nicht abgebremst werden konnten, wurden mit demselben Laserlicht aus dem Fallenraum vertrieben. Die Falle, in die das Bose-Einstein-Kondensat „getrieben“ wurde, hatte eine Kugelform und eine Größe von nur 100 Mikrometern. Zu diesem Zeitpunkt hatte das Kondensat noch die übliche „positive“ Masse, aber eine absichtliche Verletzung der Integrität der Falle führte zu einer Verletzung der idealen Kugelform des Kondensats und Rubidiumatome strömten aus der Falle.

Und in diesem Moment begann der ganze Spaß. Die Wissenschaftler verwendeten eine Reihe zusätzlicher Laser, die die Rotationsrichtung der Rubidiumatome änderten. Und nach einer solchen „Behandlung“ erlangte das Kondensat-Suprafluid die Eigenschaften einer negativen Masse. „Sobald die Atome die Grenze des Massenübergangs von positiv nach negativ erreichen, beschleunigen sie stark in die entgegengesetzte Richtung“, sagt Michael Forbes, „es ist, als würden die Rubidiumatome von einer unsichtbaren Wand reflektiert.“

Die oben beschriebene Technik zur Gewinnung von Materie mit einer „negativen“ Masse ermöglichte es Wissenschaftlern, einige der Probleme und Schwierigkeiten zu vermeiden, mit denen Wissenschaftler bei früheren ähnlichen Versuchen konfrontiert waren. „Dank der vollständigen und präzisen Kontrolle aller experimentellen Parameter konnten wir die Bedingungen nachbilden, unter denen im experimentellen Bereich eine klare Grenze des „Polaritätswechsels“ einer Materiemasse auftritt“, sagt Michael Forbes. „Etwas Ähnliches.“ kann in den Tiefen exotischer astronomischer Objekte wie Neutronensternen, Schwarzen Löchern und dichten Sternhaufen passieren Dunkle Materie. Wir sind nun in der Lage, im Labor grundlegende Phänomene zu experimentieren und zu simulieren, die nur in ganz bestimmten Umgebungen auftreten. Umfeld die oben genannten Weltraumobjekte“

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Aber sie versprechen uns bereits, dass die durch die Schwerkraft fließende Flüssigkeit bald von selbst in die Wasserhähne fließen wird, und jetzt erleben wir das sechste Aussterben. Vor nicht allzu langer Zeit wurde ein künstliches Gehirn gezüchtet und Organe konnten zum ersten Mal erfolgreich eingefroren und aufgetaut werden

Gerettet

), auch wenn diese Materialien erstellt und relativ gut untersucht wurden.

Dies kann auch als Material bezeichnet werden, das aus bestimmten Arten exotischer Atome besteht, in denen die Rolle eines Kerns (ein positiv geladenes Teilchen) ein Positron (Positronium) oder ein positives Myon (Myonium) spielt. Es gibt auch Atome mit einem negativen Myon anstelle eines der Elektronen (Myonenatom).

Negative Masse

Es ist zu erkennen, dass ein Objekt mit negativer träger Masse in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt, in die es geschoben wurde, was seltsam erscheinen mag.

Wenn wir träge Masse, passive Gravitationsmasse und aktive Gravitationsmasse getrennt untersuchen, dann wird das Newtonsche Gesetz der universellen Gravitation die folgende Form annehmen:

Somit werden Objekte mit negativer Gravitationsmasse (sowohl passiv als auch aktiv), aber mit positiver träger Masse von positiven aktiven Massen abgestoßen und von negativen aktiven Massen angezogen.

Vorwärtsanalyse

Obwohl Teilchen mit negativer Masse unbekannt sind, haben Physiker (ursprünglich G. Bondi und Robert L. Forward (Englisch) Russisch ) konnten einige der erwarteten Eigenschaften beschreiben, die solche Partikel haben könnten. Unter der Annahme, dass alle drei Arten von Massen gleich sind, ist es möglich, ein System zu konstruieren, in dem negative Massen von positiven Massen angezogen werden, während gleichzeitig positive Massen von negativen Massen abgestoßen werden. Gleichzeitig erzeugen negative Massen eine gegenseitige Anziehungskraft, werden jedoch aufgrund ihrer negativen trägen Massen abgestoßen.

Bei negativer Wert Und positiver Wert, wird die Kraft negativ (abstoßend) sein. Auf den ersten Blick sieht es so aus, als würde die negative Masse von der positiven Masse wegbeschleunigen, aber da ein solches Objekt auch eine negative träge Masse hätte, würde es in die entgegengesetzte Richtung beschleunigen. Darüber hinaus zeigte Bondi, dass, wenn beide Massen gleich sind Absolutwert, aber unterscheiden sich dann im Vorzeichen allgemeines System positiv und negative Teilchen ohne zusätzliche Einwirkung von außen auf das System unbegrenzt beschleunigen.

Dieses Verhalten ist insofern seltsam, als es völlig im Widerspruch zu unserem Verständnis des „gewöhnlichen Universums“ steht, das sich aus der Arbeit mit positiven Massen ergibt. Aber es ist völlig mathematisch konsistent und führt zu keinen Widersprüchen.

Es mag den Anschein haben, dass eine solche Darstellung gegen das Gesetz der Impuls- und/oder Energieerhaltung verstößt, aber unsere Massen sind im absoluten Wert gleich, eine ist positiv und die andere negativ, was bedeutet, dass der Impuls des Systems Null ist, wenn beide Massen vorhanden sind gemeinsam bewegen und gemeinsam beschleunigen, unabhängig von der Geschwindigkeit:

Und die gleiche Gleichung kann für die kinetische Energie berechnet werden:

Forward erweiterte Bondis Forschung auf weitere Fälle und zeigte, dass die Gleichungen auch dann konsistent bleiben, wenn zwei Massen im absoluten Wert nicht gleich sind.

Einige der durch diese Annahmen eingeführten Eigenschaften erscheinen ungewöhnlich, zum Beispiel erhöht sich in einer Mischung aus einem Gas aus positiver Materie und einem Gas aus negativer Materie die Temperatur des positiven Teils auf unbestimmte Zeit. In diesem Fall kühlt jedoch der negative Teil der Mischung mit der gleichen Geschwindigkeit ab, wodurch das Gleichgewicht ausgeglichen wird. Jeffrey A. Landis (Englisch) Russisch verwies auf andere Anwendungen von Forwards Analyse, einschließlich des Hinweises, dass sich Teilchen mit negativer Masse zwar gegenseitig durch Gravitation abstoßen, elektrische Kräfte wie Ladungen sich jedoch gegenseitig anziehen (im Gegensatz zu Teilchen mit positiver Masse, bei denen sich solche Teilchen abstoßen). Für Teilchen mit negativer Masse bedeutet dies, dass Gravitations- und elektrostatische Kräfte ihre Plätze tauschen.

Forward schlug ein Design für den Motor vor Raumschiffe Verwendung negativer Masse, die keinen Zufluss von Energie und Arbeitsflüssigkeit erfordert, um eine beliebig große Beschleunigung zu erreichen, obwohl das Haupthindernis natürlich darin besteht, dass negative Masse völlig hypothetisch bleibt. Siehe Diametralantrieb.

Forward prägte auch den Begriff „Nullifizierung“, um zu beschreiben, was passiert, wenn normale und negative Materie aufeinandertreffen. Es wird erwartet, dass sie sich gegenseitig zerstören oder die Existenz des anderen „zunichtemachen“ können, und danach wird keine Energie mehr übrig sein. Es lässt sich jedoch leicht zeigen, dass ein gewisser Impuls bestehen bleiben kann (er bleibt nicht bestehen, wenn sie sich wie oben beschrieben in die gleiche Richtung bewegen, sondern sie müssen sich aufeinander zubewegen, um sich zu treffen und einander aufzuheben). Dies könnte wiederum erklären, warum nicht plötzlich gleiche Mengen an normaler und negativer Materie aus dem Nichts auftauchen (das Gegenteil von Nullifizierung): Der Impuls würde in diesem Fall zwischen beiden nicht erhalten bleiben.

Exotische Materie in der Allgemeinen Relativitätstheorie

In welche Richtung fällt Antimaterie?

Hauptartikel: Gravitationswechselwirkung von Antimaterie

Die meisten modernen Physiker glauben, dass Antimaterie eine positive Gravitationsmasse hat und wie gewöhnliche Materie herunterfallen sollte. Einige Forscher glauben jedoch, dass es bisher keine überzeugenden experimentellen Beweise für diese Tatsache gibt. Dies liegt an der Schwierigkeit, Gravitationskräfte direkt auf Teilchenebene zu untersuchen. Bei solch geringen Entfernungen haben die elektrischen Kräfte Vorrang vor der viel schwächeren Gravitationskraft. Darüber hinaus müssen Antiteilchen von ihren regulären Gegenstücken getrennt gehalten werden, da sie sonst schnell vernichtet werden. Offensichtlich ist die direkte Messung passiv Gravitationsmasse Antimaterie. ATHENA-Antimaterie-Experimente ATHENA ) und ATRAP (dt. EINE FALLE ) könnte bald Antworten liefern.

Die Antworten zur trägen Masse sind jedoch schon lange aus Blasenkammerexperimenten bekannt. Sie zeigen überzeugend, dass Antiteilchen eine positive träge Masse haben, die der Masse „normaler“ Teilchen entspricht, aber die entgegengesetzte elektrische Ladung. Bei diesen Experimenten wird die Kammer einer konstanten Temperatur ausgesetzt Magnetfeld, wodurch sich die Teilchen entlang einer Schraubenlinie bewegen. Radius und Richtung dieser Bewegung entsprechen dem Verhältnis der elektrischen Ladung zur trägen Masse. Teilchen-Antiteilchen-Paare bewegen sich entlang helikaler Linien in entgegengesetzte Richtungen, aber mit gleichen Radien. Aus dieser Beobachtung lässt sich schließen, dass sich ihre Verhältnisse von elektrischer Ladung zu träger Masse nur im Vorzeichen unterscheiden.

Anmerkungen

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