matière exotique. Créé une substance avec les propriétés de masse négative

Comme vous le savez, les dragons n'existent pas. Ce primitif
une déclaration ne peut satisfaire que l'esprit d'un niais, mais en aucun cas un scientifique ; la banalité de l'être est établie depuis trop longtemps et ne mérite pas un mot de plus. ingénieux Cerebron Emdeertius, en s'attaquant au problème avec des méthodes sciences exactes, a établi qu'il existe trois types de dragons : zéro, imaginaire et négatif. Tous, comme on l'a dit, n'existent pas, mais chaque type - à sa manière.
(Stanislav Lev "Cyberiade")

En étudiant la nature, un scientifique, s'il est un vrai scientifique, s'approchera certainement de la ligne au-delà de laquelle commence l'impossible. Et, s'il s'agit d'un vrai scientifique, alors, bien sûr, il essaiera de se pencher sur cet impossible. Mais, puisqu'il est un vrai scientifique, il sera forcé d'admettre que sa science est impuissante dans cet impossible.

La physique fournit un merveilleux ensemble d'outils pour étudier le possible, mais pour l'impossible, tous ces outils sont inadaptés. Pour l'impossible, quelque chose d'autre est nécessaire, qui se situe au-delà des limites de la physique. La physique n'étudie donc pas l'impossible. Physique dit honnêtement: "cela dépasse mes compétences". Et si quelqu'un, se faisant passer pour un scientifique, commence à expliquer l'impossible à l'aide de la physique, ou d'un autre sciences naturelles, alors nous pouvons dire en toute sécurité que nous ne sommes pas un scientifique, mais un charlatan.

Tout d'abord, qu'est-ce que la masse ? Ceux qui ne connaissent pas du tout la physique confondent masse et poids, mais j'espère qu'il n'y en a pas. Ainsi, la masse est une mesure de l'inertie (à ne pas confondre avec l'inertie !). Tout le monde l'a corps physique Il existe une propriété inhérente telle que l'inertie. L'inertie est la propriété d'un corps de maintenir son état. Soit c'est un état de repos, d'immobilité, soit vice versa - un état de mouvement. Par exemple, la balle est facile à déplacer, mais l'armoire est dure. Un vélo est plus facile à arrêter qu'un camion. C'est l'inertie. Une mesure quantitative de l'inertie est appelée masse. Le poids corporel peut être plus, peut-être moins, mais il est toujours Au dessus de zéro. Par conséquent, l'inertie du corps est toujours positive.

Et que signifie la masse négative, si elle se trouve quelque part ? Cela signifie que le corps a une inertie négative. Comment s'exprime l'inertie positive ? On pousse le ballon, il roule, on gêne son mouvement, il s'arrête. C'est naturel, c'est l'inertie positive. Alors, comment un corps avec une inertie négative et une masse négative se comportera-t-il ? Il va se comporter exactement à l'inverse : on le pousse vers l'avant, il recule, on essaie de l'arrêter, il accélère. De tels corps, des corps à inertie négative, n'ont pas été trouvés, et il est fort possible que de tels corps n'existent pas dans notre Univers. Mais hors de l'univers...

Une autre sensation "scientifique" de l'étranger m'a fait frissonner - cela s'est avéré tellement stupide. Certains scientifiques ont déclaré qu'ils étaient capables, disent-ils, d'obtenir l'effet de "masse négative", et les journalistes du réseau ont brisé cette blague d'avril aux publications. Analysons l'article d'Ilya Khel de hi-news.ru sur cet événement.

La nouvelle dit que des physiciens de l'Université de Washington ont créé un liquide avec une masse négative. Les physiciens disent que c'est un signe d'une telle masse : « Poussez-le, et, contrairement à tous les objets physiques du monde que nous connaissons, il n'accélérera pas dans le sens de la poussée. Elle accélère dans verso". C'est ce qu'a déclaré Michael Forbes, professeur adjoint, physicien et astronome à l'Université de Washington, et l'étude elle-même est parue dans Physical Review Letters.

Il est en outre expliqué que, hypothétiquement, une substance peut prétendument avoir une masse négative, disent-ils, dans le même sens dans lequel une charge électrique peut être à la fois négative et positive. Et les physiciens citent la "Deuxième loi" d'Isaac Newton comme illustration de cela - la force agissant sur un corps est égale au produit de la masse du corps et de l'accélération conférée par cette force.

De plus, apparemment, Ilya Khel lui-même explique cette «loi»: «Si vous poussez un objet, il accélérera dans la direction de votre poussée. La masse l'accélérera dans le sens de la force." Et Forbes affirme que "nous sommes habitués à cet état de fait" et ajoute : "Avec une masse négative, si vous poussez quelque chose, cela accélérera vers vous."

Ainsi, les physiciens respectés des États-Unis connaissent peu la physique. Reprenons leurs déclarations. Premièrement, il n'y a pas une seule œuvre au monde dans laquelle l'essence physique de la masse serait révélée. Deuxièmement, il n'y a pas une seule définition de cette grandeur physique dans le monde. Autrement dit, personne dans le monde aujourd'hui ne sait ce qu'est la masse. La recherche d'une définition et d'une identification de l'essence de la masse est l'une des tâches les plus urgentes de la physique moderne.

Comment les physiciens sortent-ils de cette situation ? Ils dérivent la masse de la deuxième loi de Newton, la même que celle mentionnée dans l'article. Cependant, ces physiciens n'ont apparemment pas lu les travaux de Newton. Et il a introduit TELLE masse comme un coefficient de proportionnalité, et non comme une quantité physique. C'est-à-dire qu'avec la masse tirée de la "deuxième loi" de Newton, aucune opération ne peut être effectuée.

Aujourd'hui, la masse signifie l'inertie - et elle empêche simplement l'accélération, c'est-à-dire que, selon les auteurs de l'article, elle se comporte comme une masse négative. Et cette erreur est la conséquence d'un malentendu des physiciens américains entité physique masses.

Parlons maintenant de la "deuxième loi" de Newton. Ceci n'est pas une loi. C'est l'expression habituelle d'une nouvelle grandeur physique, qui dans cette expression est désignée par la lettre "F" et appelée le mot "Force". De nombreuses quantités physiques sont écrites de cette manière, par exemple, l \u003d vt (le chemin est égal au produit de la vitesse et du temps), ou S \u003d ab (la surface est égale au produit de la longueur et de la largeur), etc. .

En fait, ce n'est pas le cas. Même si l'on adhère aux "lois" de Newton, il ressort clairement d'elles que la masse génère la force centrale de gravité, c'est-à-dire que la masse a des propriétés centrifuges, où il n'y a que 0 et infini. Aucun avantage ou inconvénient. Par conséquent, la physique est arrivée à la conclusion il y a longtemps : la masse peut soit être égale à zéro, soit avoir une valeur positive.

Maintenant, laissez-moi vous expliquer ce qu'est la masse. Travaille sur théorie unifiée domaine, j'ai réussi à faire quelques progrès dans cette direction. La masse est une grandeur physique complexe, qui comprend : 1) le nombre de particules dans le "corps", 2) leur mouvement, 3) la géométrie de la trajectoire du mouvement, 4) la probabilité de trouver des particules à un endroit ou à un autre de cette trajectoire. Et surtout, un corps a un nombre infini de masses. Cette propriété a été découverte au 19ème siècle par le célèbre physicien Mach, mais il n'a ensuite pas pu l'expliquer.

Donc, lorsqu'on agit sur une masse par la force, on ne peut pas juger du signe de cette masse par la direction de son mouvement. Je vais vous donner un exemple. Si nous prenons un corps en rotation - une toupie - et lui appliquons une force, alors le corps se déplacera dans une direction perpendiculaire à la force appliquée. Et cette propriété du gyroscope est enseignée en physique à l'école. C'est la masse négative pour vous ! Les physiciens des États-Unis ne sont tout simplement pas allés en 8e année.

De plus, ils décrivent eux-mêmes leur expérience, qu'ils ont réalisée avec un corps en rotation. Voici comment le travail des « génies » est décrit : « Avec ses collègues, il a créé les conditions d'une masse négative en refroidissant les atomes de rubidium à un état de zéro presque absolu et en créant ainsi un condensat de Bose-Einstein. Dans cet état, prédit par Shatyendranath Bose et Albert Einstein, les particules se déplacent très lentement et, suivant les principes de la mécanique quantique, se comportent comme des ondes. Ils se synchronisent également et se déplacent à l'unisson comme un superfluide qui s'écoule sans perte d'énergie.

Ignorez les mots effrayants comme "condensation". Regardez au point. Ici encore une erreur fatale. L'auteur relate basse température avec la vitesse des particules, disent-ils, ils se déplacent lentement.

Mais la température n'est pas la vitesse de déplacement des particules dans un flux, mais la vitesse de déplacement d'une pièce dans une direction qui lui est perpendiculaire ! Par exemple, si un fluide s'écoule parallèlement à une paroi, il n'exerce aucune pression sur celle-ci. La pression est le résultat d'un impact perpendiculaire sur la paroi du vaisseau. Cela nous a été parfaitement transmis par les enseignants de l'institut du département des moteurs de fusée. En eux, le débit est le principal indicateur avec lequel ils travaillent.

Par conséquent, l'écoulement à basse température est laminaire et l'écoulement à haute température est turbulent. Il n'y a rien à voir avec la condensation ici.

Plus loin : « Dirigés par Peter Engels, professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Washington, des scientifiques du sixième étage de Webster Hall ont créé ces conditions en utilisant des lasers pour ralentir les particules, les rendant plus froides et permettant aux particules chaudes et à haute énergie s'échapper comme de la vapeur, refroidissant davantage le matériau. ".

Ici, il est précisément décrit que les particules avec un gradient transversal excessif sont éliminées par les lasers.

Plus loin : « Les lasers capturaient les atomes comme s'ils se trouvaient dans un bol de moins de cent microns. A ce stade, le rubidium superfluide avait la masse habituelle. La rupture du bol a permis au rubidium de s'échapper, se dilatant à mesure que le rubidium au centre était expulsé."

Traduit en langage courant, cela signifie que les atomes de rubidium ont été placés dans une structure d'interférence créée par des lasers. Cette structure a une géométrie complexe de vitesses en elle-même. Il est impossible de parler d'une seule direction ici.

Plus loin : « Pour créer une masse négative, les scientifiques ont utilisé un deuxième ensemble de lasers qui poussaient les atomes d'avant en arrière, modifiant leur spin. Maintenant, lorsque le rubidium s'épuise assez vite, il se comporte comme s'il avait une masse négative. "Poussez-le et il accélérera dans la direction opposée", explique Forbes. "C'est comme si le rubidium heurtait un mur invisible."

Ici, une autre quantité physique entre en scène - le spin. Alors que je travaillais sur le livre "Vacuum: concept, structure, properties", j'ai dû consulter le département de physique de l'un des principaux instituts de physique du pays à propos du spin. Le chef du département m'a dit quelque chose comme ceci : « J'étudie le spin depuis plus de vingt ans, j'ai écrit mon doctorat et ma thèse de doctorat à ce sujet, il n'y a pas de meilleurs spécialistes que moi, mais je ne peux pas expliquer ce qu'est le spin. .”

Et il a raison. Il n'y a pas de concept clair de ce qu'est le spin. Par conséquent, il est impossible de changer délibérément quelque chose dont vous ne comprenez pas la nature. Exemple : personne ne connaît la langue des martiens, donc personne ne peut changer une partie des mots de cette langue.

Dans mon interprétation, le spin est un indicateur du retour du système à son état d'origine : après combien de mouvements fractionnaires le système ira dans un état qui ne se distingue pas du précédent. Par exemple, dans un mouvement circulaire régulier, 1 cercle a une rotation égale à 1. Dans une bande de Möbius, la rotation est de 2 - vous devez vous déplacer séquentiellement des deux côtés de la bande. Le sinus et le cosinus ont un spin de ½.

Il y a beaucoup de différentes options, mais il est impossible de changer la rotation en poussant d'avant en arrière. Le spin ne change qu'en changeant la géométrie de l'espace à travers lequel le mouvement est effectué (bande de Möbius), ou en utilisant un algorithme différent pour décrire le mouvement (sinus, cosinus).

Une fois de plus, les physiciens des États-Unis ont gelé la bêtise. La raison en est qu'ils ont entrepris de résoudre des problèmes sans comprendre l'essence des dispositions initiales. Et les journalistes ont brisé cette "sensation" comme de l'ergot.

Recommandé pour regarder à une résolution de 1280 x 800

« Technique-jeunesse », 1990, n° 10, p. 16-18.

Tribune des hypothèses audacieuses

Ponkrat BORISOV, ingénieur
Masse négative : vol libre vers l'infini

En physique théorique, la masse négative est le concept d'une substance hypothétique dont la masse est l'opposée de celle d'une substance normale (tout comme une charge électrique peut être positive ou négative). Par exemple, -2 kg. Une telle matière, si elle existait, violerait une ou plusieurs conditions énergétiques et présenterait des propriétés étranges. Selon certaines théories spéculatives, la matière de masse négative peut être utilisée pour créer des trous de ver (trous de ver) dans l'espace-temps.

Cela ressemble à du fantasme absolu, mais...

Pour la première fois dans l'histoire des sciences, des physiciens de l'Université de Washington ont recréé les conditions dans lesquelles la matière, un certain type de liquide, présente les propriétés de "masse négative". Le comportement de ce fluide est parfaitement compatible avec le concept de masse négative, lorsqu'un vecteur de force agissant dans une certaine direction lui est appliqué, ce fluide commence à se déplacer avec une accélération dans la direction opposée. Un tel effet est difficile à obtenir même en laboratoire, "mais il peut être utilisé pour étudier et expliquer certains phénomènes astrophysiques jusque-là inexpliqués", explique Michael Forbes, professeur de physique et d'astronomie à l'université de Washington.

D'un point de vue hypothétique, la matière peut avoir une masse négative de la même manière que les charges électriques ont une polarité positive ou négative. Les gens pensent très rarement à cet aspect, car dans le monde qui nous entoure, seul le côté "positif" de la masse se manifeste. Selon la deuxième loi de Newton, si vous appliquez une force constante à un objet, il commencera à se déplacer avec une accélération constante dans la direction de cette force.

"Sur la base de la deuxième loi de Newton, presque tout ce que nous voyons autour de nous fonctionne", déclare Michael Forbes, "Cependant, la matière de masse négative réagit à la force qui lui est appliquée d'une manière absolument opposée, elle commence à se déplacer dans la direction de la force qui lui est appliquée.

Figure 1. Expansion anisotrope d'un condensat de Bose-Einstein avec différents coefficients de force de cohésion. Les résultats réels de l'expérience sont en rouge, les résultats de la prédiction dans la simulation sont en noir

Le graphique du bas est une section agrandie du cadre du milieu dans la rangée inférieure de la figure 1. Le graphique du bas montre une simulation 1D de la densité totale en fonction du temps dans la région où l'instabilité dynamique est apparue pour la première fois.

Le liquide de masse négative était ce que l'on appelle le condensat de Bose-Einstein, un nuage d'atomes de rubidium refroidis presque au zéro absolu. Dans ces conditions, le mouvement thermique des particules s'arrête pratiquement et, grâce à la mise en évidence des lois de la mécanique quantique, ce nuage d'atomes acquiert une fonction d'onde et se comporte comme un gros atome entier. De plus, le condensat de Bose-Einstein, dû au mouvement synchrone des atomes, a les propriétés d'un superfluide, un liquide superfluide dont le coefficient de viscosité est égal à zéro.

À l'aide de la lumière laser avec certains paramètres, les scientifiques ont ralenti les atomes de rubidium presque jusqu'à l'arrêt complet, et les atomes "chauds" qui ne pouvaient pas être ralentis ont été expulsés de l'espace du piège à l'aide de la même lumière laser. Le piège dans lequel le condensat de Bose-Einstein était « entraîné » avait une forme sphérique et une taille de seulement 100 microns. À ce moment, le condensat avait toujours la masse "positive" habituelle, mais la violation intentionnelle de l'intégrité du piège a conduit à la violation de la forme sphérique idéale du condensat, et des atomes de rubidium se sont précipités hors du piège.

Et à ce moment-là, le plus intéressant a commencé. Les scientifiques ont utilisé un ensemble de lasers supplémentaires qui ont changé le sens de rotation des atomes de rubidium. Et après un tel "traitement", le superfluide condensé a acquis les propriétés d'une masse négative. "Dès que les atomes atteignent la frontière de la transition de masse de la région positive à la région négative, ils accélèrent brusquement dans la direction opposée", explique Michael Forbes, "c'est comme si les atomes de rubidium étaient réfléchis par un mur invisible."

La technique ci-dessus pour obtenir de la matière avec une masse "négative" a permis aux scientifiques d'éviter certains des problèmes et des problèmes rencontrés par les scientifiques lors de précédentes tentatives similaires. "Grâce au contrôle complet et précis de tous les paramètres de l'expérience, nous avons pu recréer les conditions dans lesquelles une limite claire de "l'inversion de polarité" de la masse de matière apparaît dans la région expérimentale", explique Michael Forbes. , "Quelque chose de similaire peut se produire dans les profondeurs d'objets astronomiques exotiques, tels que des étoiles à neutrons, des trous noirs et des amas denses matière noire. Nous avons maintenant la possibilité d'expérimenter et de simuler en laboratoire des phénomènes fondamentaux qui ne se produisent que dans un contexte bien précis. environnement les objets spatiaux ci-dessus"

Pour rester au courant des nouveaux articles sur ce blog il y a une chaîne Telegram. Abonnez-vous, il y aura des informations intéressantes qui ne sont pas dans le blog !

Mais on nous promet déjà que bientôt le liquide qui s'écoulera de lui-même s'écoulera de lui-même dans les robinets, et maintenant nous avons la Sixième Extinction. Il n'y a pas si longtemps, un cerveau artificiel a été développé et, pour la première fois, des organes ont été congelés et décongelés avec succès.

Enregistré

), même si ces matériaux sont créés et relativement bien étudiés.

Cela peut aussi être appelé un matériau créé à partir de certains types d'atomes exotiques, dans lequel le rôle du noyau (particule chargée positivement) est joué par un positon (positronium) ou un muon positif (muonium). Il existe également des atomes avec un muon négatif au lieu d'un des électrons (l'atome muonique).

masse négative

On peut voir qu'un objet avec une masse inertielle négative accélérera dans la direction opposée à celle dans laquelle il a été poussé, ce qui peut sembler étrange.

Si nous étudions séparément la masse inertielle, la masse gravitationnelle passive et la masse gravitationnelle active, alors la loi de la gravitation universelle de Newton prendra la forme suivante :

Ainsi, les objets de masse gravitationnelle négative (à la fois passive et active), mais de masse inertielle positive, seront repoussés par des masses actives positives et attirés par des masses actives négatives.

Analyse prospective

Bien que les particules de masse négative soient inconnues, les physiciens (à l'origine G. Bondi et Robert L. Forward (Anglais) russe ) ont pu décrire certaines des propriétés attendues de telles particules. En supposant que les trois types de masses sont égaux, il est possible de construire un système où les masses négatives sont attirées par les masses positives, tandis que les masses positives sont repoussées par les masses négatives. Dans le même temps, les masses négatives créeront une force d'attraction les unes envers les autres, mais seront repoussées en raison de leurs masses d'inertie négatives.

À valeur négative et valeur positive, la force sera négative (répulsive). À première vue, il semble que la masse négative s'éloignerait de la masse positive, mais comme un tel objet aurait également une masse d'inertie négative, il accélérerait dans la direction opposée. De plus, Bondy a montré que si les deux masses sont égales en valeur absolue, mais de signe différent, alors système général positif et particules négatives accélérera à l'infini sans aucune influence supplémentaire sur le système de l'extérieur.

Ce comportement est étrange en ce qu'il est totalement incompatible avec notre idée de "l'univers ordinaire" de travailler avec des masses positives. Mais il est tout à fait mathématiquement cohérent et n'introduit aucune contradiction.

Il peut sembler qu'une telle représentation viole la loi de conservation de la quantité de mouvement et/ou de l'énergie, mais nous avons les masses sont égales en valeur absolue, l'une est positive et l'autre est négative, ce qui signifie que la quantité de mouvement du système est nulle si ils se déplacent tous les deux ensemble et accélèrent ensemble, quelle que soit la vitesse :

Et la même équation peut être calculée pour l'énergie cinétique :

Forward a étendu les recherches de Bondi à des cas supplémentaires et a montré que même si deux masses et ne sont pas égales en valeur absolue, les équations restent cohérentes.

Certaines propriétés introduites par ces hypothèses semblent inhabituelles, par exemple, dans un mélange d'un gaz de matière positive et d'un gaz de matière négative, la partie positive augmentera sa température indéfiniment. Cependant, dans ce cas, la partie négative du mélange se refroidira à la même vitesse, égalisant ainsi l'équilibre. Geoffrey A. Landis (Anglais) russe a noté d'autres applications de l'analyse de Forward, y compris des indications selon lesquelles bien que les particules de masse négative se repoussent gravitationnellement, les forces électriques, telles que les charges, s'attirent (contrairement aux particules de masse positive, où ces particules se repoussent). Par conséquent, pour les particules de masse négative, cela signifie que les forces gravitationnelles et électrostatiques sont inversées.

Forward a proposé une conception pour le moteur vaisseaux spatiaux utilisant une masse négative, qui ne nécessite pas un apport d'énergie et de fluide de travail pour obtenir une accélération arbitrairement grande, même si, bien sûr, le principal obstacle est que la masse négative reste tout à fait hypothétique. Voir entraînement diamétral.

Forward a également inventé le terme "annulation" pour décrire ce qui se passe lorsque la matière normale et la matière négative se rencontrent. On s'attend à ce qu'ils puissent mutuellement s'annihiler ou "annuler" l'existence l'un de l'autre, et après cela, il ne restera plus d'énergie. Cependant, il est facile de montrer qu'un certain élan peut rester (il ne restera pas s'ils se déplacent dans la même direction, comme décrit ci-dessus, mais ils doivent se déplacer l'un vers l'autre pour se rencontrer et s'annuler mutuellement). Cela peut, à son tour, expliquer pourquoi des quantités égales de matière ordinaire et négative n'apparaissent pas soudainement de nulle part (le contraire de l'annulation) : dans ce cas, la quantité de mouvement de chacune d'elles ne sera pas conservée.

Matière exotique en relativité générale

Dans quelle direction tombe l'antimatière ?

Article principal : Interaction gravitationnelle de l'antimatière

La plupart des physiciens modernes croient que l'antimatière a une masse gravitationnelle positive et devrait tomber comme la matière ordinaire. Dans le même temps, cependant, certains chercheurs pensent qu'il n'existe à ce jour aucune confirmation expérimentale convaincante de ce fait. Cela est dû à la difficulté d'étudier directement les forces gravitationnelles au niveau des particules. À de si petites distances, les forces électriques prennent le pas sur la force gravitationnelle beaucoup plus faible. De plus, les antiparticules doivent être séparées de leurs homologues conventionnelles, sinon elles s'annihileront rapidement. Évidemment, cela rend difficile la mesure directe du passif masse gravitationnelle antimatière. Expériences sur l'antimatière ATHENA ATHÉNA ) et ATRAP (eng. UN PIÈGE ) pourrait bientôt apporter des réponses.

Les réponses pour la masse d'inertie, cependant, sont connues depuis longtemps grâce à des expériences avec une chambre à bulles. Ils montrent de manière convaincante que les antiparticules ont une masse inertielle positive, égale à la masse des particules "ordinaires", mais la charge électrique opposée. Dans ces expériences, la chambre est exposée à une température constante champ magnétique, ce qui fait que les particules se déplacent en hélice. Le rayon et la direction de ce mouvement correspondent au rapport de la charge électrique à la masse d'inertie. Les paires particule-antiparticule se déplacent le long de lignes hélicoïdales dans des directions opposées, mais avec les mêmes rayons. De cette observation, on conclut que leurs rapports de charge électrique à masse inertielle ne diffèrent que par le signe.

Remarques