اختراع مایع جدیدی که خلاف جهت حرکت می‌کند!
موبنا – اگر شما یک توپ معمولی را فشار دهید، به دلیل نیروی وارد شده از دست شما به بیرون می‌جهد. این اتفاق بسیار معمول است و اصلا عجیب نیست. با این وجود اگر شما یک توپ را با جرم منفی فشار دهید، به عقب برمی‌گردد و در اصل به سمت شما حرکت می‌کند. شاید برای آن دسته از افرادی که به علم فیزیک واقف نیستند تصویرسازی این اتفاق چندان آسان نباشد تا دریابند که فرآیند مذکور چگونه صورت گرفته است. با این وجود بر اساس قانون فیزیک نیوتونی گفته می‌شود که اتفاق مذکور در حالت تئوری به این شکل صورت می‌گیرد. هم اکنون گروهی از محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن در آمریکا پدیده‌ای را در عمل نشان دادند که طی آن یک مایع می‌تواند خواص جرم منفی را شامل شود تا خلاف جهت نیرو حرکت کند.
بخشی از دشواری پیش روی ما برای تصور کردن یک شیئ با جرم منفی ممکن است مربوط به کلمه‌ای شود که از استفاده می‌کنیم. در مکالمات معمول و روزمره کلمه «جرم» معمولا به جای «وزن» مورد استفاده قرار می‌گیرد، ولی باید بدانیم که بین این دو واحد اندازه‌گیری تفاوت وجود دارد: جرم در اصل بیان می‌کند چه حجمی از ماده یک شیئ به خصوص را تشکیل داده است. در مقابل، وزن میزان به نیروی گرانشی وارد شده بر اجسام گفته می‌شود. در کاربردهای معمول روی کره زمین این دو واحد بسیار به یکدیگر نزدیک هستند، با این وجود یک شیئ که روی کره زمین یک گیلوگرم جرم داشته باشد، جرم آن روی کره ماه یک‌ششم محاسبه می‌شود که این اتفاق به دلیل نیروی گرانش ضعیف‌تر روی ماه صورت می‌گیرد.
بر این اساس شیئی که جرم آن منفی یک کیلوگرم محاسبه می‌شود نه تنها در فضا معلق می‌شود، بلکه رفتارهای عجیب دیگر را هم می‌تواند نشان دهد. قانون دوم نیوتون در مورد حرکت بیان می‌کند که اعمال یک نیرو روی جسم برابر است با جرم آن ضربدر شتاب (F = ma)، بنابراین اگر جرم مذکور یک عدد منفی باشد، نیروی وارد شده نیز می‌تواند منفی باشد. این اتفاق همان چیزی است که موجب می‌شود مایع عجیب دانشمندان برخلاف جهتی که نیرو به آن وارد می‌شود حرکت کند و به جای آنکه در راستای نیرو به حرکت درآید، بر خلاف آن جاری شود.
«مایکل فوربز» یکی از نویسندگان گزارش نهایی این مطالعه توضیح داد: «این همان اتفاقی است که توسط بیشتر ما مورد استفاده قرار می‌گیرد. با جرم منفی به چیزی نیرو وارد کنید، آن شیئ به سمت شما حرکت می‌کند».
محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن با استفاده از آنچه که «چگالش بوز-انیشتین» نامیده می‌شود موفق شدند مایعی را با جرم منفی تولید کنند. این مایع در اصل حالت فوق العاده‌ای از ماده محسوب می‌شود که مانند «سوپر فلوید» یا «ابَر شاره» عمل می‌کند و در آن تمامی ذرات به صورت موجی حرکت می‌کنند و بدون از دست دادن انرژی می‌توانند جاری شوند. این نوع جریان به دانشمندان امکان داد تا بتوانند مکانیسم کوانتومی را در مایع جدید مورد تحلیل قرار دهند و از آن برای ثابت کردن فرضیه «ابَر جامد» استفاده کنند.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از قانون چگالش بوز-انیشتین توانست به کمک لیزر سرعت حرکت اتم‌های روبیدیوم را کاهش دهد و اتفاق مذکور کاهش دمای آنها را به گونه‌ای باعث شد که در مجموع دمای آنها اندکی بالاتر از صفر درجه سانتیگراد بود و سپس آنها در فضایی شبیه به کاسه که از هر طرف 100 میکرون قطر داشت نگهداری شدند. در مرحله بعد دانشمندان به کمک یک سیستم لیزری دیگر اتم‌های مذکور را حرارت دادند تا جهت چرخش آنها تغییر کند که این پدیده در علم فیزیک با عنوان «چرخش جفتی مدار» شناخته می‌شود. این اتفاق به روبیدیوم خواص یک ماده با جرم منفی را بخشید و به آن امکان داد از شکل کاسه خارج شود و به تعبیر محققان، شبیه به یک دیوار نامرئی شود.
دکتر فوربز در این خصوص گفت: «نخستین نکته‌ای که در اینجا مطرح شد کنترل دقیق ذرات بود و ما موفق شدیم ماهیت این جرم منفی را بدون هرگونه عوارض یا نکته دیگری تغییر دهیم. این اتفاق فضای جدیدی را برای مطالعه پیش روی ما قرار داده است تا بتوانیم به صورت ویژه ماهیت مایعات را تحلیل کنیم».
مایع عجیب و غیرمعمولی که توسط این دانشمندان اختراع شده است یکی از عجیب‌ترین و مرموزترین نیروهای موجود در جهان را بررسی می‌کند و دانشمندان می‌گویند که به احتمال قوی چنین نیرویی در سیاه چاله‌ها و در انرژی‌های تاریک در فضا به همین شکل وجود دارد.
