مقالات
در حال خواندن
نقض قانون دوم نیوتن در تولید مایعی با جرم منفی
0

نقض قانون دوم نیوتن در تولید مایعی با جرم منفی

توسط میثم نجفی ارشادی۳۱ فروردین, ۱۳۹۶

فیزیکدان ها مایعی با “جرم منفی” تولید کرده اند که وقتی نیرویی به آن وارد می شود با نقض قانون دوم نیوتن در جهت عکس به حرکت در آید.قانون دوم نیوتن می گوید که اگر به جسمی نیرویی وارد کنیم، جسم در جهت نیروی وارده حرکت خواهد کرد. این در حالتی است که جسم مورد نظر از جرم قابل اندازه گیری مثبتی برخوردار باشد. محققین اخیرا موفق شده اند تا مایعی با جرم منفی تولید کنند و قانون چند صد ساله نیوتن را زیر سوال ببرند.با مکاسیس در ادامه مطلب همراه باشید . . . 

تصور کنید یک توپ را هل می دهید، با توجه به میزان انرژی وارد شده، توپ با شتابی محاسبه شده به سمت جلو حرکت می کند، اما اگر این توپ جرم منفی داشته باشد، توپ به جای آنکه به سمت جلو حرکت کند، با همان شتاب به سمت عقب و به سمت منشا نیرو باز می گردد.
این پدیده در نشریه “فیزیکال ریویو ژورنال” به طور کامل بررسی شده است .

پروفسور انگلز از دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU) و همکارانش دمای اتم های روبیدیوم را به درست بالای صفر مطلق (نزدیک منهای ۲۷۳ درجه سانتیگراد) کاهش دادند. در این حالت، ذرات ماده با سرعت فوق العاده کم حرکت می کنند، و رفتاری را دنبال می کنند و وارد فازی می شوند که «چگالش بوز-اینشتین» نامیده می شود که در  فیزیک کوانتوم به طور کامل تشریح شده است. این حالت یعنی مثل موج رفتار می کنند.

در هر حال این محققان با سرد کردن اتم های روبیدیم شرایط مناسب برای ایجاد جرم منفی را فراهم کردند. برای این کار باید اتم های ماده به شدت سرد شود تا نوعی کاندنسیت Bose-Einstein به وجود آید.

منحنی پراکندگی جرم موثر آب با انرژی

منحنی پراکندگی جرم موثر آب با انرژی

در این وضعیت  ذارت به کندی حرکت می کنند. همچنین براساس قوانین فیزیک کوانتوم رفتاری موج مانند خواهند داشت. آنها به صورت دسته جمعی حرکت می کنند و نوعی ابر ماده ایجاد می کنند که بدون از دست دادن انرژی خود  جریان می یابد.

درهمین راستا پیتر انگلز با استفاده از لیزر این ذرات را سرد کرد. به این ترتیب ذرات داغ با انرژی بالا مانند بخار از آن فرار کرده و ماده بیش از پیش سرد شد. همچنین لیزر نیز اتم ها را در وضعیتی خاص  در ظرفی با قطر کمتر از یک صدم میکرون کنترل کرد.  در این وضعیت نوعی ابرمایع روبیدیم به وجود آمد که جرمی معمولی دارد. اما با شکستن از ظرف مایع روبیدیم گسترده می شود.

درمرحله بعد محققان برای ایجاد جرم منفی از لیزرهای دیگری استفاده کردند که اتم ها را به عقب و جلو می راند و وضعیت حرکت اتم ها را تغییر می دهد. در این وضعیت هنگامیکه روبیدیم  با سرعت جاری شد، چنان به نظر می رسید که جرم منفی دارد.  بنابراین وقتی به آن فشاری وارد می شود در سمت مخالف حرکت می کند.

به گفته دکتر مایکل فوربس از اساتید ارشد دانشگاه واشنگتن  : “این پدیده نادر در شرایط آزمایشگاهی ایجاد شده و می توان به کمک آن برخی از مفاهیم چالش برانگیز در جهان را توضیح داد.”  طبق اعلام محققان این آزمایش به درک بهتر جرم منفی کمک می کند. آنها می گویند که این آزمایش همچنین ابزاری برای کشف رابطه میان جرم منفی و پدیده های مشاهده شده در کیوان مثل ستاره های نوترونی، سیاهچاله ها و انرژی تاریک است.

 

واکنش شما چیست؟
I like it
33%
interested
67%
Hate it
0%
What
0%
درباره نویسنده
میثم نجفی ارشادی
دانشجوی مهندسی مکانیک

پاسخ بدهید