Με βάση τους νόμους της φυσικής, αν σπρώξουμε ένα σώμα, τότε αυτό θα αρχίσει να απομακρύνεται, αποκτώντας επιτάχυνση ίδιας φοράς με τη δύναμη που του ασκούμε. Το αποτέλεσμα αυτό συμφωνεί με την καθημερινή μας εμπειρία αφού ισχύει για όλα τα φυσικά αντικείμενα, επειδή η μάζα τους έχει θετική τιμή.
Του Κώστα Δεληγιάννη
Με βάση τους νόμους της φυσικής, αν σπρώξουμε ένα σώμα, τότε αυτό θα αρχίσει να απομακρύνεται, αποκτώντας επιτάχυνση ίδιας φοράς με τη δύναμη που του ασκούμε. Το αποτέλεσμα αυτό συμφωνεί με την καθημερινή μας εμπειρία αφού ισχύει για όλα τα φυσικά αντικείμενα, επειδή η μάζα τους έχει θετική τιμή.
Αντίθετα, όμως, αν υπήρχε ένα σώμα με «αρνητική μάζα», τότε η επιτάχυνσή του θα είχε αντίθετη φορά από τη δύναμη που του ασκούμε. Κάτι που σημαίνει πως, στην περίπτωση που το σπρώχναμε, θα αποκτούσε επιτάχυνση προς τη μεριά μας.
Ένα τέτοιο αντικείμενο «αρνητικής μάζας» δημιούργησαν φυσικοί από το πολιτειακό πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον. Για να αποκτήσει αυτή τη φαινομενικά παράδοξη συμπεριφορά, το αντικείμενο αυτό, ένα ρευστό από άτομα ρουβιδίου ατόμων ρουβιδίου, χρειάστηκε να ψυχθεί πολύ κοντά σχεδόν στη θερμοκρασία απόλυτου μηδενός.
Μιλώντας στην ιστοσελίδα του πανεπιστημίου, ο Μάικλ Φορμπς, αναπληρωτής καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο ίδρυμα, σημειώνει πως οι συνθήκες αυτές σπάνια δημιουργούνται στο εργαστήριο. Ωστόσο, όπως προσθέτει, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εξερευνηθούν μερικές από τις πιο αινιγματικές παραμέτρους του σύμπαντος, όπως η σκοτεινή ενέργεια.
Υποθετικά, η μάζα μπορεί να αποκτήσει θετικές και αρνητικές τιμές, όπως συμβαίνει και το ηλεκτρικό φορτίο. Με δεδομένο όμως πως όλα τα φυσικά αντικείμενα έχουν θετική μάζα, κάθε φορά που ασκούμε μία δύναμη σε ένα σώμα, περιμένουμε ότι αυτό θα αποκτήσει επιτάχυνση με την ίδια φορά.
«Στην περίπτωση όμως της “αρνητικής μάζας”, αν σπρώξεις κάτι, τότε αυτό θα αποκτήσει επιτάχυνση προς τη μεριά σου», σημειώνει ο Φορμπς.
Ψύχοντας ο Φορμπς με τους συναδέλφους του τα άτομα ρουβιδίου σε θερμοκρασία απειροελάχιστα μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν, τα άτομα βρέθηκαν σε κατάσταση ελάχιστης ενέργειας, με συνέπεια να υπερισχύσει ο κυματικός από τον σωματιδιακό τους χαρακτήρας. Επίσης, άρχισαν να κινούνται συγχρονισμένα δημιουργώντας ένα υπερρευστό, το οποίο ρέει χωρίς απώλεια ενέργειας.
Οι ερευνητές επιστράτευσαν λέιζερ για να επιβραδύνουν τα σωματίδια, και επομένως να τα ψύξουν, επιτρέπονται στα υψηλότερης ενέργειας και θερμότερα άτομα να διαφύγουν. Τα λέιζερ παγίδευσαν τα άτομα σαν να βρίσκονταν μέσα σε ένα δοχείο διαμέτρου λίγων μόλις εκατοντάδων εκατομμυριοστών του μέτρου.
Μέχρι αυτό το στάδιο, το ρευστό είχε θετική μάζα. Για να αποκτήσει αρνητική τιμή, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μία δεύτερη ομάδα λέιζερ, που προκάλεσαν την ταλάντωση των μορίων και την αλλαγή του τρόπου περιστροφής τους. Πλέον, το ρευστό από όσα άτομα διέφευγαν από αυτό τον περιορισμένο χώρο συμπεριφερόταν σαν να έχει «αρνητική μάζα».
Η συγκεκριμένη μέθοδος αποτελεί ένα νέο εργαλείο για την πραγματοποίηση πειραμάτων με σκοπό τη μελέτη ανάλογο αστροφυσικών φαινομένων, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση των αστέρων νετρονίων.
Επίσης, μπορεί να βοηθήσει στην εξιχνίαση συμπαντικών «μυστηρίων», όπως οι μαύρες τρύπες και η σκοτεινή ενέργεια, για τα οποία δεν μπορούν να γίνουν πειράματα.