Os físicos da Washington State University criaram um fluido com massa negativa, que é exatamente o que parece. Empurre-o, e ao contrário de todos os objetos físicos do mundo que conhecemos, não acelera na direção em que foi empurrado. Ele acelera para trás.

O fenômeno raramente é criado em condições de laboratório e pode ser usado para explorar alguns dos conceitos mais desafiadores do cosmos, disse Michael Forbes, um professor assistente de física e astronomia da WSU e um professor assistente afiliado na Universidade de Washington. A pesquisa aparece hoje no jornal Cartas de revisão física , onde é apresentado como uma "sugestão do editor".

Hipoteticamente, a matéria pode ter massa negativa no mesmo sentido que uma carga elétrica pode ser negativa ou positiva. As pessoas raramente pensam nesses termos, e nosso mundo cotidiano vê apenas os aspectos positivos da Segunda Lei do Movimento de Isaac Newton, em que uma força é igual à massa de um objeto vezes sua aceleração, ou F =ma. Em outras palavras, se você empurrar um objeto, ele vai acelerar na direção em que você o está empurrando. A massa irá acelerar na direção da força.

"Isso é o que a maioria das coisas que estamos acostumados a fazer, "disse Forbes, insinuando a bizarrice por vir. "Com massa negativa, se você empurrar algo, ele acelera em sua direção. "

Condições para massa negativa

Ele e seus colegas criaram as condições para a massa negativa resfriando átomos de rubídio a apenas um fio de cabelo acima do zero absoluto, criando o que é conhecido como condensado de Bose-Einstein. Neste estado, predito por Satyendra Nath Bose e Albert Einstein, partículas movem-se extremamente lentamente e, seguindo os princípios da mecânica quântica, comportar-se como ondas. Eles também sincronizam e se movem em uníssono, como o que é conhecido como um superfluido, que flui sem perder energia.

Liderado por Peter Engels, Professor de física e astronomia da WSU, pesquisadores do sexto andar do Webster Hall criaram essas condições usando lasers para desacelerar as partículas, tornando-os mais frios, e permitindo quente, partículas de alta energia para escapar como o vapor, resfriar ainda mais o material.

Os lasers prendiam os átomos como se estivessem em uma tigela medindo menos de cem mícrons de diâmetro. Neste ponto, o superfluido de rubídio tem massa regular. Quebrar a tigela permitirá que o rubídio corra para fora, expandindo à medida que o rubídio no centro empurra para fora.

Para criar massa negativa, os pesquisadores aplicaram um segundo conjunto de lasers que chutou os átomos para frente e para trás e mudou a maneira como eles giram. Agora, quando o rubídio sai rápido o suficiente, se comportar como se tivesse massa negativa. "Depois de empurrar, acelera para trás, "disse Forbes, que atuou como um teórico analisando o sistema. "Parece que o rubídio atingiu uma parede invisível."

Evitando defeitos subjacentes

A técnica usada pelos pesquisadores da WSU evita alguns dos defeitos subjacentes encontrados em tentativas anteriores de entender a massa negativa.

"O que é a primeira vez aqui é o controle requintado que temos sobre a natureza desta massa negativa, sem quaisquer outras complicações ", disse Forbes. Sua pesquisa esclarece, em termos de massa negativa, comportamento semelhante visto em outros sistemas. Este controle ampliado dá aos pesquisadores uma nova ferramenta para projetar experimentos para estudar física análoga na astrofísica, como estrelas de nêutrons, e fenômenos cosmológicos como buracos negros e energia escura, onde os experimentos são impossíveis. "Fornece outro ambiente para estudar um fenômeno fundamental que é muito peculiar, "Forbes disse.