Создали материю с отрицательной массой. Физики заявляют о создании вещества с отрицательной массой. Понкрат борисов, инженер отрицательная масса: бесплатный полет в бесконечность
28-09-2017
Кенийские, эквадорские, голландские, российские, испанские, колумбийские, итальянские, венгерские... кажется, что розы сегодня выращивают повсеместно, исключая разве что Северный полюс и пустыни. И вот как в них не запутаться - что откуда? Приезжаешь на крупную базу, чтобы купить розы оптом и теряешься в этом море видов и сортов.
Хотя знать все сорта роз необязательно, да и невозможно это - их в мире около 30 тысяч! Зато разбираться в странах-поставщиках цветочному бизнесмену ой как желательно, ведь география цветка и его качество тесно взаимосвязаны. Впрочем, в России всё просто. Основные страны-поставщики на нашем рынке - это Кения, Эквадор и Голландия. Они все привозят суперстойкие и прекрасные, но при этом такие разные цветки!
Эквадорский шик
Этой стране сам бог велел утопать в розах. Чистый горный воздух Анд, плодородная земля, пропитанная пеплом потухших вулканов и буквально залитая солнцем, создают идеальные условия для цветоводства. Розы в Эквадоре растут в открытом грунте, а потому очень качественны и выглядят поистине по-королевски, получая от природы всё, что нужно. У них ровные крупные и длинные, до метра, бутоны и крепкие стебли, а ещё ярчайшие расцветки и невероятная живучесть!
Свежесрезанные цветы легко переносят транспортировку и затем долго не вянут в вазах или композициях. Впрочем, такие розы редко встретишь в букетах, они эффектны в одиночном звучании. Правда, почти не имеют аромата. Так что если вы видите перед собой самые внушительные и ничем не пахнущие розы, - это однозначно Эквадор, столь популярный у влюбленных парочек. Самые известные сорта: Фридом, Полар Стар, Топаз, Малибу и другие.
Африканская натуральность
А вот кенийские розы, пусть особо и не вышли ни ростом, ни "лицом" (их бутоны малы, а длина - всего 35 см), имеют бешеную популярность у флористов. И есть за что! Благодаря своим скромным пропорциям, они идеальны для цветочных корзинок и свадебных букетов, смотрятся не вычурно, но изящно, гармонично и естественно. Аромат у африканских роз - просто потрясающий, а их стойкость уже стала легендой. Очень долго выглядят свежими и легко переносят любые условия, что оптимально для российского рынка, согласитесь.
Голландская селекция
Голландские розы растут в основном, в теплицах, ну нет в этой стране ни обилия солнца, ни плодородных склонов гор. Однако страна смогла занять свою нишу в розоводстве, поставляя на международный рынок цветы уникальных сортов и расцветок. И пусть они не такие эффектные, как в Эквадоре, и не так прекрасно пахнут, как кенийские. Зато они очень свежие, стойкие и необычные.
Приобрести розы и другие цветы оптом можно в крупнейшей оптовой компании «7ЦВЕТОВ». Фирма поставляет товар из любой точки мира, вам остаётся лишь сделать оптимальный для ваших профессиональных требований выбор.
Ученые из США утверждают, что создали в лабораторных условиях вещество с отрицательной массой. Вещество это является жидкостью с очень необычными свойствами. Например, если толкнуть эту жидкость, то она получит отрицательное ускорение, то есть назад, а не вперед. Такая странность может многое рассказать ученым о том, что происходит внутри не менее странных объектов, таких как черные дыры и нейтронные звезды.
Однако может ли что-то иметь отрицательную массу? Возможно ли это?
Теоретически, материя в состоянии иметь отрицательную массу таким же образом, как электрический заряд может иметь отрицательную или положительную величину.
На бумаге это работает, но в мире науки идут жаркие споры о том, не нарушает ли основополагающих законов физики само предположение о существовании чего-либо с отрицательной массой. Для нас же, простых людей, это понятие кажется слишком сложным для восприятия.
Дифференциальный закон механического движения или, проще говоря, второй закон Ньютона выражается формулой A=F/M. То есть ускорение тела равно отношению приложенной к нему силы к массе тела. Если задать отрицательное значение массы, то тело, совершенно логично, получит отрицательное ускорение. Только представьте себе, бьете мяч, а он катится на вашу ногу.
Однако то, что кажется нам чуждым, необязательно должно быть невозможным, и вышеизложенные теоретические упражнения как нельзя лучше доказывают, что отрицательная масса может существовать в нашей Вселенной, не нарушая общей теории относительности.
Желание разобраться во всем этом породило активные попытки исследователей воссоздать отрицательную массу в лаборатории, как видим, даже с некоторым успехом.
Ученые из университета штата Вашингтон заявили, что им удалось получить жидкость, которая ведет себя именно так, как должно вести себя тело с отрицательной массой. И их открытие может, наконец, быть использовано для изучения некоторых странных явлений в глубинах Вселенной.
Для создания этой странной жидкости, ученые использовали лазеры, чтобы охладить атомы рубидия практически до точки абсолютного нуля, создав то, что называется конденсатом Бозе-Эйнштейна.
В этом состоянии частицы движутся невероятно медленно и непривычно, следуя скорее странным принципам квантовой механики, а не классической физики, то есть начинают вести себя как волны.
Частицы также синхронизируются и двигаются в унисон, образуя вещество со сверхтекучестью, которое может двигаться без потерь энергии на трение.
Ученые использовали лазеры для создания сверхтекучей жидкости при низких температурах, а также для того чтобы поместить ее в чашеобразное поле размером менее 100 мкм в поперечнике.
Пока супервещество оставалось помещенным в это пространство, оно имело обычную массу и вполне соответствовало понятию конденсата Бозе-Эйнштейна. До тех пор пока его не заставили двигаться.
Используя второй набор лазеров, ученые заставили атомы двигаться туда-сюда, в результате чего изменился их спин и рубидий, преодолев барьер «чаши», стремительно выплеснулся наружу. Однако так, как будто бы имел отрицательную массу. По словам ученых, впечатление создалось такое, что жидкость наткнулась на невидимую преграду и оттолкнулась от нее.
Таким образом, исследователи подтвердили предположения о существоввании отрицательной массы, но это лишь самое начало пути. Еще предстоит убедиться в том, что поведение жидкости в лабораторных условиях повторимо и достаточно надежно для того, чтобы проверить некоторые предположения об отрицательных массах. Так что, не стоит радоваться раньше времени, другим командам нужно повторить результаты самостоятельно.
Одно можно сказать наверняка, физика становится все более интересной и стоит того, чтобы ею интересоваться.
- Почему время течет только вперед. Физики объясняют “Время-это то, что не дает всему сразу произойти одновременно”, — писал Рэй Каммингс в 1922 году в своей научно-фантастической повести...
- «Кротовые норы», червоточины и путешествия во времени Червоточина это теоретический проход через пространство-время, который может значительно сокращать дальние путешествия по всей вселенной за счет создания кратчайших путей...
Правообладатель иллюстрации SCIENCE PHOTO LIBRARY Image caption Конденсаты Бозе-Эйнштейна уже давно известны физикам
Американские физики получили жидкость с "отрицательной массой", которая при придании ей ускорения движется в обратном направлении.
В привычном нам мире при воздействии на объект какой-либо силы он начинает двигаться в направлении приложения этой силы. Это явление описывается вторым законом Ньютона.
Теоретически материя может обладать отрицательной массой - в том же смысле, в каком электрический заряд может быть положительным или отрицательным. Физики называют это явление "экзотической материей".
Профессор Питер Энгельс из Университета штата Вашингтон и его коллеги сумели охладить атомы рубидия почти до температуры абсолютного нуля (-273 градуса Цельсия), создав так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна.
В таком сильно охлаждённом состоянии достаточно большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях, и квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. Атомы движутся чрезвычайно медленно и ведут себя, как волны.
Они также движутся синхронно, образуя так называемую супержидкость, которая течет, не теряя при этом энергии.
Атомы рубидия охладили лазером и удерживали образец до тех пор, пока частицы высоких энергий не переместились за пределы лазерной ловушки. На этом этапе атомы еще вели себя как частицы с нормальной, положительной массой: если бы сила, удерживавшая атомы вместе, прекратила действовать, крайние атомы рассыпались бы в разные стороны под давлением центральных атомов.
Чтобы заставить атомы рубидия вести себя как вещество с отрицательной массой, учёные направили на них другой набор лазеров, с помощью которых можно было изменять спин некоторых атомов.
Сравнив расчётные данные с экспериментальными, физики пришли к выводу, что по крайней мере некоторые из атомов в лазерной ловушке стали ускоряться в направлении, обратном приложению силы атомов, занимавших центральное положение в ловушке - правда, это происходило только на очень короткий момент, после чего атомы быстро возвращались к поведению, характерному для частиц с положительной массой.
"Если вы толкаете вещество с отрицательной массой, оно получает ускорение в обратном направлении, - объясняет один из исследователей профессор Майкл Форбс. - Это напоминает столкновение атомов рубидия с невидимой стеной".
Результаты этого эксперимента могут прояснить природу некоторых наблюдаемых астрономических объектов и явлений - например, нейтронных звезд, черных дыр и темной материи.
Физики Вашингтонского университета создали жидкость с отрицательной массой. Толкните ее, и, в отличие от всех физических объектов в мире, которые мы знаем, она не ускорится по направлению толчка. Она ускорится в обратную сторону. Это явление редко создается в лабораторных условиях и может быть использовано для изучения некоторых более сложных концепций о космосе, говорит Майкл Форбс, доцент, физик и астроном Вашингтонского университета. Исследование появилось в Physical Review Letters.
Гипотетически вещество может иметь отрицательную массу в том же смысле, в котором электрический заряд может быть как отрицательным, так и положительным. Люди редко задумываются об этом, и наш повседневный мир демонстрирует только положительные аспекты Второго закона движения Исаака Ньютона, согласно котором сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение, или F = ma.
Другими словами, если вы толкнете объект, он ускорится в направлении вашего толчка. Масса ускорит его в направлении силы.
«Мы привыкли именно к такому положению дел», говорит Форбс, предвосхищая сюрприз. «С отрицательной массой, если вы что-то толкнете, оно ускорится по направлению к вам».
Условия для отрицательной массы
Вместе с коллегами он создал условия для отрицательной массы, охлаждая атомы рубидия до состояния практически абсолютного нуля и создавая тем самым конденсат Бозе - Эйнштейна. В этом состоянии, предсказанном Шатьендранатом Бозе и Альбертом Эйнштейном, частицы движутся очень медленно и, следуя принципам квантовой механики, ведут себя как волны. Они также синхронизируются и движутся в унисон в виде сверхтекучей жидкости, которая течет без потери энергии.
Под руководством Питера Энгельса, профессора физики и астрономии Вашингтонского университета, ученые на шестом этаже Вебстер-Холла создали эти условия, используя лазеры для замедления частиц, сделав их более холодными и позволив горячим, высокоэнергетическим частицам ускользнуть подобно пару, еще больше охладив материал.
Лазеры захватили атомы, как если бы они находились в чаше размером менее ста микрон. На этом этапе сверхтекучий рубидий имел обычную массу. Разрыв чаши позволил рубидию вырваться, расширяясь по мере того, как рубидий в центре проталкивался наружу.
Чтобы создать отрицательную массу, ученые применили второй набор лазеров, которые толкали атомы назад и вперед, меняя их спин. Теперь, когда рубидий выбегает достаточно быстро, он ведет себя так, будто имеет негативную массу. «Толкните его, и он ускорится в обратном направлении», говорит Форбс. «Будто рубидий бьется о невидимую стену».
Устранение основных дефектов
Метод, который использовали ученые Вашингтонского университета, позволил избежать некоторые из основных дефектов, обнаруженных в предыдущих попытках понять отрицательную массу.
«Первое, что мы поняли, это что мы имеем тщательный контроль над природой этой отрицательной массы без каких-либо других осложнений», говорит Форбс. Их исследование разъясняет, уже с позиции отрицательной массы, подобное поведение в других системах. Повышенный контроль дает исследователям новый инструмент для разработки экспериментов по изучению подобной физики в астрофизике, на примере нейтронных звезд, и космологических явлений вроде черных дыр и темной энергии, где эксперименты попросту невозможны.
Гипотетическая червоточина в пространстве-времени
В теоретической физике, - это концепция о гипотетическом веществе, масса которого имеет противоположное значение массе нормального вещества (также как электрический заряд бывает положительный и отрицательный). Например, −2 кг. Такое вещество, если бы оно существовало, нарушало бы одно или несколько и проявляло бы некоторые странные свойства. По некоторым спекулятивным теориям, вещество с отрицательной массой можно использовать для создания (кротовых нор) в пространстве-времени.
Звучит как абсолютная фантастика, но сейчас группе физиков из Университета штата Вашингтон, Вашингтонского университета, Университета OIST (Окинава, Япония) и Шанхайского университета , которое проявляет некоторые свойства гипотетического материала с отрицательной массой. Например, если толкнуть это вещество, то оно ускорится не в направлении приложения силы, а в обратном направлении. То есть оно ускоряется в обратную сторону.
Для создания вещества со свойствами отрицательной массы учёные подготовили конденсат Бозе - Эйнштейна, охладив атомы рубидия почти до абсолютного нуля. В этом состоянии частицы двигаются исключительно медленно, а квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. То есть в соответствии с принципами квантовой механики частицы начинают вести себя как волны. Например, они синхронизируются между собой и протекают через капилляры без трения, то есть не теряя энергии - эффект так называемой сверхтекучести.
В лаборатории Университета штата Вашингтон были созданы условия для образования конденсата Бозе - Эйнштейна в объёме менее 0,001 мм³. Частицы замедлили лазером и дождались, когда наиболее энергичные из них покинули объём, что ещё больше охладило материал. На этом этапе сверхкритическая жидкость ещё имела положительную массу. При нарушении герметичности сосуда атомы рубидия разлетелись бы в разные стороны, поскольку центральные атомы выталкивали бы крайние атомы наружу, а те ускорялись бы в направлении приложения силы.
Для создания отрицательной эффективной массы физики применили другой набор лазеров, который изменял спин части атомов. Как предсказывает симуляция, в отдельных районах сосуда частицы должны приобрести отрицательную массу. Это хорошо видно по резкому увеличению плотности вещества как функции от времени в симуляциях (на нижней диаграмме).
Рисунок 1. Анизотропное расширение конденсата Бозе - Эйнштейна с разными коэффициентами силы сцепления. Реальные результаты эксперимента обозначены красным, результаты предсказания в симуляции - чёрным
Нижняя диаграмма - это увеличенный фрагмент среднего кадра в нижнем ряду рисунка 1.
На нижней диаграмме показана одномерная симуляция общей плотности как функции от времени в регионе, где впервые проявилась динамическая нестабильность. Пунктирами разделены три группы атомов со скоростями
в квазимомент
Где эффективная масса
начинает становиться отрицательной (верхняя линия). Показана точка минимальной отрицательной эффективной массы (посередине) и точка, где масса возвращается к положительным значениям (нижняя линия). Красные точки обозначают места, где локальный квазимомент лежит в районе отрицательной эффективной массы.
На самом первом ряду графиков видно, что во время физического эксперимента вещество вело себя в точном соответствии с результатами симуляции, которая предсказывает появление частиц с отрицательной эффективной массой.
В конденсате Бозе - Эйнштейна частицы ведут себя как волны и поэтому распространяются не в том направлении, в каком должны распространяться нормальные частицы положительной эффективной массы.
Справедливости ради нужно сказать, что неоднократно физики регистрировали во время экспериментов , но те эксперименты можно было интерпретировать по-разному. Сейчас же неопределённость в большей мере устранена.
Научная статья 10 апреля 2017 года в журнале Physical Review Letters (doi:10.1103/PhysRevLett.118.155301, доступно по подписке). Копия статьи перед отправкой в журнал 13 декабря 2016 года в свободном доступе на сайте arXiv.org (arXiv:1612.04055).
