Tạo ra siêu chất lỏng, đẩy về phía trước sẽ tăng tốc về phía sau

Không giống như các đối tượng vật lý đã biết, khi bạn đẩy chất lỏng này về phía trước nó sẽ tăng tốc về phía sau.

Các nhà nghiên cứu ở Mỹ cho biết, họ đã tạo ra một chất lỏng với khối lượng âm trong phòng thí nghiệm... điều gần như là vô lý. Như vậy có nghĩa là, không giống như các đối tượng vật lý đã biết, khi bạn đẩy chất lỏng này về phía trước nó sẽ tăng tốc về phía sau thay vì di chuyển về phía trước.

Một hiện tượng kỳ quặc như vậy có thể nói với các nhà khoa học là nguồn thông tin quý giá để nghiên cứu một số hiện tượng kỳ lạ xảy ra bên trong lỗ đen và các sao neutron.

Câu hỏi đặt ra ở đây là làm sao có thể một cái gì đó có khối lượng âm được, điều này đi ngược lại các nguyên lý khoa học thông thường?

Theo giả thuyết, Khối lượng âm xuất hiện theo cùng một cách với điện tích âm và dương trong điện cực. Theo nghiên cứu lý thuyết thì điều đó là có lý, nhưng nó gây tranh cãi gay gắt trong thế giới khoa học cho dù vật chất mang khối lượng âm có thể tồn tại mà không phá vỡ các nguyên tắc vật lý.

Vật chất đầu tiên mang khối lượng âm được tạo ra dưới dạng lỏng.

Định luật 2 Newton về chuyển động thường được viết dưới dạng công thức f = ma, hoặc lực tương đương với tích của khối lượng và gia tốc của nó. Nếu chúng ta viết lại nó là gia tốc tương đương với một lực chia cho khối lượng của đối tượng và làm cho khối lượng âm thì điều đó sẽ làm gia tốc có giá trị âm - thử tưởng tượng trượt một ly trên một bàn và nó sẽ đẩy lùi so với bàn tay của bạn.

Tuy nhiên, chỉ vì nó có vẻ xa lạ đối với chúng ta, không có nghĩa là nó không thể và nghiên cứu lý thuyết trước đây cho thấy một số bằng chứng mà khối lượng âm có thể tồn tại trong vũ trụ của chúng ta mà không vi phạm các lý thuyết phổ thông.

Hơn thế nữa, nhiều nhà vật lí nghĩ rằng khối lượng âm có thể được liên kết với một số trong những điều kỳ lạ đã phát hiện trong vũ trụ, như năng lượng tối, các hố đen và các ngôi sao neutron.

Để tạo chất lỏng kỳ lạ này, nhóm đã sử dụng tia laser để làm mát các nguyên tử rubidi.

Kết quả là, các nhà nghiên cứu đã cố gắng để tái tạo khối lượng âm trong phòng thí nghiệm và đã đạt được một số thành công ban đầu.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học bang Washington cho biết, họ đã thành công trong việc có được một chất lỏng của các nguyên tử rubidi mang khối lượng âm và đề nghị sử dụng chất lỏng này để nghiên cứu một số trong những hiện tượng lạ xảy ra ở những vùng sâu vũ trụ.

"Vấn đề đầu tiên ở đây là kiểm soát bản chất của khối lượng âm mà không để bất kỳ biến dị khác xảy ra", một trong những nhà nghiên cứu, Michael Forbes cho biết.

Để tạo chất lỏng kỳ lạ, nhóm đã sử dụng tia laser để làm mát các nguyên tử rubidi để một phần nhỏ trên độ không tuyệt đối, tạo ra hiện tượng ngưng tụ Bose-Einstein. Trong trạng thái này, các hạt di chuyển vô cùng chậm chạp theo nguyên tắc kỳ lạ của cơ học lượng tử, chứ không phải vật lý cổ điển - có nghĩa là chúng bắt đầu hoạt động giống như sóng, với một vị trí mà không xác định.

Các hạt cũng đồng bộ lẫn nhau và di chuyển đồng nhất, tạo thành một siêu chất lỏng - một chất chảy mà không bị mất năng lượng ma sát.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng laser để giữ siêu lỏng này ở nhiệt độ đóng băng, để bẫy nó trong một vật chứa hình tô với kích thước nhỏ hơn 100 micron. Khi còn nằm trong bình chứa, siêu chất lỏng này vẫn tuân theo hiện tượng ngưng tụ Bose- Einstein một cách bình thường.

Tuy nhiên khi được giải phóng bằng một tia laser thứ hai bằng cách kích các nguyên tử di chuyển qua lại để thay đổi spin của chúng nhằm phá vỡ vật chứa và cho phép rubidi tràn ra nhanh đến mức các nguyên tử hoạt động như thể nó có khối lượng âm.

"Một khi bạn đẩy, nó tăng tốc về phía sau, dường như rubidi va vào một bức tường vô hình", Forbes cho biết.

Cho đến thời điểm này, các nhà nghiên cứu cho rằng chất lỏng mà họ tạo ra được chính là vật chất có khối lượng âm. Còn quá sớm để nói rằng siêu chất lòng này đủ để kiểm tra một số những gợi ý về khối lượng âm trong phòng thí nghiệm, và cần được kiểm tra một cách độc lập và khách quan bởi các đơn vị khác.

Từ khóa liên quan:

siêu chất lỏng

khối lượng âm

sao neutron

lỗ đen

phá vỡ các nguyên tắc vật lý

Định luật 2 Newton

nguyên tử rubidi

tia laser