美宣称创造出负质量超流体

聂翠蓉

2017年04月19日07:52  来源:科技日报
 
原标题:美宣称创造出负质量超流体

  科技日报北京4月18日电 (记者聂翠蓉)17日出版的《物理评论快报》杂志刊登了一项重要成果:美国华盛顿州立大学在实验室成功制成一种具有负质量的超流体,当推动它时,它不会像普通物体那样向前加速,而是向后运动。这一研究成果为探秘中子星、黑洞与暗物质等宇宙现象,提供了全新实验工具。

  理论研究已经证实,像电荷有正负之分一样,物质也有负质量。但人们熟知的都是正质量的物体,其符合牛顿第二运动定律,即作用力等于物体质量乘以加速度,所以当推动物体时,它会沿着力的作用方向加速运动。而负质量物体则完全相反,当给予推力时,它不进反退,向后加速运动。“就像碰到了一面看不见的墙。”参与研究的物理学家迈克尔·福布斯解释说。

  福布斯和同事通过冷却铷原子创造了这种独特的负质量流体。他们将铷原子温度降到接近绝对零度以上,形成玻色—爱因斯坦凝聚态,能像光波一样遵循量子力学原理缓慢移动,凝聚态粒子最后变成步调一致的超流体。

  他们使用第一组激光让高能粒子蒸发逃逸,粒子运动越来越慢从而达到制冷效果。然后将铷原子捕获进一个直径不到100微米的碗状场中,再用另一组激光来回踢打原子,使其改变自旋方向,最终冲出磁场,表现出负质量效应。

  福布斯表示,新技术首次实现精确调控负质量物质的特性,避免了其他负质量研究中常见的短板,为研究宇宙中悬而未决的基本物理现象提供了重要实验工具。

(责编:熊旭、林露)

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