فیزیک‌دانان موفق به ایجاد مایعی با جرم منفی شده‌اند.
گروهی بین‌المللی از فیزیک‌دانان ایالات متحده، ژاپن و چین موفق به ایجاد نوعی مایع با جرم منفی شده‌اند؛ که دقیقاً همان چیزی است که نامش حاکی از آن می‌باشد. نتیجۀ کار در ژورنال Physical Review Letters (با IF: 7/645) منتشر شده است.
بر اساس فرضیه، همان‌طور که یک الکترون می‌تواند بار منفی و یا مثبت داشته باشد، ماده نیز می‌تواند دارای جرم منفی باشد.
ما عموماً به این قضیه چندان نمی‌اندیشیم، و دنیای روزمرۀ‌مان نیز در زاویۀ مثبت قانون دوم حرکت نیوتن۱ خلاصه شده است؛ قانونی که نیروی وارده را مساوی حاصل‌ضرب جرم جسم در شتاب آن معرفی می‌کند. به بیان دیگر، اگر شما نیرویی را به جسمی وارد کنید، جسم در جهت نیروی وارد‌شده شتاب خواهد گرفت. و یا به شکل ساده‌تر “جرم هم‌سو با نیرو شتاب می‌گیرد“. ولی آن‌طور که دکتر مایکل مک‌نیل فوربز۲ ادعا می‌کند “اگر نیرویی به جسم دارای جرم منفی وارد کنید، به سوی شما شتاب خواهد گرفت” (توجه داشته باشید که منظور از وارد کردن نیرو، همان هل‌دادن و یا Push است).
فوربز و هم‌کارانش، از دانشگاه‌های ایالتی واشنگتن۳، OIST ژاپن و شانگهای چین از طریق خنک‌سازی اتمهای روبیدیم۴ (Rb) تا مرز صفر مطلق (صفر درجۀ کلوین و یا منفی ۲۷۳/۱۵ درجۀ سانتی‌گراد) موفق به فراهم‌سازی شرایط لازم برای فعلیت یافتن جرم منفی و در نهایت ایجاد چگالش بوز-اینشتین۵ شدند.
مقالۀ مرتبط با چگالش بوز-اینشتین: ابرجامد؛ فاز جدید ماده.
در این حالت از ماده، ذرات حرکت بسیار کندی داشته و از قوانین فیزیک کوانتوم تبعیت می‌کنند؛ یعنی رفتار موجی دارند. به‌علاوه، حرکت ذرات کاملاً هماهنگ با یک‌دیگر (اصطلاحاً Sync)، بدون اصطکاک و مشابه حالتی موسوم به “ابرشاره۶” می‌باشد.
مقالۀ مرتبط با ابرشاره: سیاه‌چاله؛ این‌بار در آزمایشگاه فیزیک.
محققان جهت فراهم‌سازی شرایط مذکور، سرعت حرکت ذرات را با بهره‌گیری از لیزر کند نموده (که موجب خنک‌شدن ماده می‌شود) و به ذرات پرانرژی‌تر (گرم‌تر) اجازه خروج از سامانه را دادند (که باز هم باعث خنک‌تر شدن ماده می‌شود). پرتو لیزر این اتم‌ها را به گونه‌ای در کنار هم گیر می‌اندازد که طولانی‌ترین فاصلۀ بین دو ذره از ۱۰۰ میکرو‌متر تجاوز نکند؛ گویی ذرات، داخل یک کاسه در کنار هم‌دیگر جمع شده‌اند. در این مرحله، ابرشارۀ روبیدیم جرم معمولی (مثبت) دارد.
شکستن این کاسه موجب حرکت انفجاری اتمهای روبیدیم به سمت بیرون خواهد شد؛ چرا که اتمهای مرکزی فشار رو به خارج وارد می‌کنند. حال اگر با نوع دومی از لیزر، این ذرات را به جلو و عقب شوت کرده و جهت چرخش‌شان را تغییر دهیم، شرایط برای ظاهرسازی جرم منفی مساعد خواهد بود. در چنین وضعیتی اگر اتم روبیدیم با سرعت کافی به سمت بیرون حرکت نماید، رفتار آن همانند ذره‌ای با جرم منفی خواهد بود. فوربز توضیح می‌دهد:
هنگامی که [ذره را] هل دهید، به سمت عقب شتاب خواهد گرفت؛ گویی روبیدیم به یک دیوار نامرئی برخورد می‌کند [و سپس باز می‌گردد]. این پدیده را به ندرت می‌توان در شرایط آزمایشگاه عملی کرد و برای بررسی جوانب چالش‌برانگیز کیهان نیز می‌توان از آن بهره برد.
پیوست
۱. Second Law of Motion
۲. Michael McNeil Forbes
۳. Washington State University
۴. Rubidium
۵. Bose-Einstein Condensate
۶. Superfluid
