Washington Eyalet Üniversitesi fizikçileri, negatif kütleli bir sıvı üretti.
Dünyadaki bilindik fiziksel nesnelerin aksine bu sıvı; itildiğinde ilerlemiyor, tersine çekilmiş gibi direniyor.
Bu fenomen, laboratuvar koşullarında nadiren gerçekleştiriliyor. WSU Fizik ve Astronomi Profesörü Michael Forbes, üretilen bu ilginç sıvının; kozmosun daha zorlu konseptlerinden bazılarını keşfetmek için kullanılabileceğini belirtti. Araştırma, Review Letters Dergisi‘nde yayınlandı.
Isaac Newton’un Hareket Yasası’na göre; “F=ma: Bir cisim üzerindeki net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir.”
Ancak; alışkın olduğumuz fizik yasasının aksine; bu durumda “Negatif kütleli madde itilirse; itene doğru yaklaşır.” ifadesi ortaya çıkar.
Forbes ve meslektaşları, rubidyum atomlarını mutlak sıfırın üzerinde soğutarak, negatif kütle için koşullar yarattılar ve Bose-Einstein Kondensatı’nı oluşturdular.
Bose-Einstein Yoğuşması (BEY), parçacıkları bozonlardan oluşan maddelerin en alt enerji seviyesinde yoğunlaştığı, kuantum etkilerinin gözlenebildiği maddenin bir halidir.
Satyendra Nath Bose ve Albert Einstein tarafından öngörülen bu durumda, parçacıklar oldukça yavaş (Kuantum Mekaniği İlkelerini takiben) dalgalar gibi hareket ederler. Aynı zamanda senkronize olurlar ve enerjiyi kaybetmeden akan “süper akışkan” olarak bir arada hareket ederler.
WSU Profesörü Peter Engels’in öncülüğünde, Webster Hall araştırmacıları, bu koşulların oluşmasında; parçacıkları yavaşlatmak, onları daha soğuk hale getirmek ve sıcak, yüksek enerjili parçacıkların buhar gibi kurtulmalarını sağlamak için, malzemeyi soğutmada lazer kullandılar.
Lazerler, atomları, sanki yüz mikrondan küçük bir kapta kalmış gibi, sıkıştırdı. Bu noktada, rubidyum süper akışkan düzenli kütleye sahiptir. ‘Kabı kırmak’, rubidyumun acele etmesine ve merkezdeki rubidyumun dışa doğru itilmesine izin verecektir.
Negatif kütle oluşturmak için, araştırmacılar, atomları ileri geri atan ve döndürme biçimini değiştiren ikinci bir lazer seti uyguladılar.
Forbes: “Rubidyum yeterince hızlı fırladığında, negatif kütlesi varmış gibi davranıyorsa; ‘İtildiğinde, geriye doğru ivmelenir’ şeklinde ifade edilir. Görünüşe göre rubidyum görünmez bir duvara çarpıyor.”
WSU araştırmacıları tarafından kullanılan bu teknik, negatif kütlenin anlaşılması için önceki girişimlerde karşılaşılan bazı hatalardan da kaçınır.
Forbes, “İlk kez hiçbir komplikasyon olmaksızın, kütlenin doğası üzerinde kontrole sahibiz. Bu artan kontrol, nötron yıldızları gibi astrofizikte ve kara delikler ve koyu enerji gibi kozmoloji olaylarını incelemede deneyler yapmak için, bize yeni bir araç sunmuş oluyor. İmkansız bulduğumuz deneyleri, (fenomeni) incelemek için başka bir ortam sağlıyor.”
