«طیف نور پادماده با طیف نور ماده یکیست»
—------------------------------------------------—
https://goo.gl/tJQIrN
* فیزیکدانان برای نخستین بار نشان داده‌اند که اتم‌های #پادماده در واکنش به تابش لیزر، همان گونه‌ی نوری که از ماده‌ی معمولی گسیلیده می‌شود را تولید می‌کنند.
به گفته‌ی پژوهشگران، سنجش‌‌های دقیق‌ترِ این نور می‌تواند به گره‌گشایی از این راز کمک کند که چرا مقدار پادماده (ضدماده) در مقایسه با ماده‌ی معمولی در کیهان بسیار کمتر است.
هر ذره‌ی ماده‌ی معمولی دارای یک همتای پادماده با همان جرم ولی با بار الکتریکی مخالف است. برای نمونه، الکترون‌ها و پروتون‌ها دارای همتاهای پادماده‌ای به ترتیب به نام #پوزیترون و #پادپروتون هستند.
هنگامی که یک ذره به یک پادذره برخورد می‌کند، همدیگر را نابود کرده و فورانی از انرژی پدید می‌آورند. برخورد یک گرم پادماده با یک گرم ماده‌ی معمولی و نابودی آنها می‌تواند انرژی‌ای حدود دو برابر بمب هسته‌ای که بر سر هیروشیمای ژاپن انداخته شد آزاد کند (نگران بمب‌های پادماده نباشید، پژوهشگران هنوز راه بسیار درازی برای تولید حتی یک گرم پادماده دارند).
این هنوز یک راز است که چرا ماده در کیهان تا این اندازه بر پادماده برتری دارد. #مدل #استاندارد فیزیک ذرات (بهترین توصیفی که تاکنون از شیوه‌ی رفتار بلوک‌های بنیادی کیهان ارایه شده) می‌گوید در مهبانگ (بیگ بنگ) می‌بایست مقدار برابری ماده و پادماده پدید آمده باشد.
@onestar_in_sevenskies
تاباندن نور بر پادماده
دانشمندان در پی بررسی این بودند که آیا تفاوت رفتاری پادماده با ماده به گونه‌ای هست که بتواند گره از رازِ بیش از اندازه کم بودن آن در کیهان بگشاید یا نه.
یک رشته آزمایش‌های کلیدی برای این منظور، تاباندن #لیزر بر اتم‌های پادماده بود که "روند" درآشامش (جذب) و گسیلش نورشان بسیار همانند اتم‌های ماده‌ی معمولی است. اگر اتم‌های #پادهیدروژن طیف نوری متفاوت با اتم‌های هیدروژن می‌گسیلیدند، این تفاوت‌های طیفی می‌توانست آگاهی‌هایی درباره‌ی دیگر تفاوت‌های رفتاری ماده و پادماده نیز به دانشمندان بدهد.
جفری هینست، فیزیکدان دانشگاه آرهوس دانمارک و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «دوست دارم این را جام مقدس فیزیک پادماده بنامم. من بیش از ۲۰ سال است که در تلاش برای امکان‌پذیر شدن این [آزمایش] هستم، و این پروژه سرانجام پس از دشواری‌های بسیار انجام گرفته.»
پژوهشگران این آزمایش را با پادهیدروژن انجام دادند که ساده‌ترین اتم پادماده است، درست مانند هیدروژن که ساده‌ترین اتم ماده‌ی معمولی است. هر یک از اتم‌های پادهیدروژن از یک پادپروتون و یک پوزیترون (پادالکترون) تشکیل شده.
تولید پادماده به اندازه‌ی کافی برای انجام آزمایش کاری چالش‌برانگیز بود. برای به دست آوردن اتم‌های پادهیدروژن، پژوهشگران ابرهایی متشکل از حدود ۹۰ هزار پادپروتون را با ابرهایی متشکل از حدود ۱.۶ میلیون پوزیترون در هم آمیختند و حدود ۲۵۰۰۰ اتم پادهیدروژن به دست آوردند. این کار با بهره از دستگاه آلفا-۲ که یک سامانه‌ی تولید و به دام‌اندازی پادماده در #سرن سوییس است انجام دادند.
پس از تولید اتم‌های پادهیدروژن، به گفته‌ی هینست: «باید از آنها نگهداری می‌کردیم که کاری بسیار سخت بود.» پادهیدروژن از نظر الکتریکی خنثا است و این بدان معناست که نمی‌توان آنها را به کمک میدان‌های الکتریکی سر جایشان نگه داشت. هینست می‌افزاید: «و چون باید از ماده‌ی معمولی دور نگه داشته شود، ناچاریم آن را در خلا شدید ذخیره کنیم.» افزون بر آن، بهتر از همه اینست که پادماده در دماهایی نزدیک به #صفر_مطلق (منفی ۲۷۳.۱۵ درجه‌ی سانتیگراد) نگهداری شود، به گونه‌ای که سرعت جنبش‌هایش کم شده و آسان‌تر بشود آنها را یک جا نگه داشت.
این پژوهشگران پادهیدروژن را در میدان‌های مغناطیسی بسیار نیرومند به دام انداختند. هینست می‌گوید: «ما اکنون می توانیم حدود ۱۵ اتم پادهیدروژن را همزمان نگه داریم.»
سپس آنها پرتوی لیزری بر این پادهیدروژن‌ها تاباندند که باعث شد اتم‌ها نور پس دهند. پس از آن، دانشمندان طیف نوری که پادهیدروژن گسیلیده بود را با دقت ۱۰ به توان ۱۰ اندازه گرفتند. برای مقایسه، پژوهشگران امروزه می‌توانند برای هیدروژن، همین ویژگی‌ها را با دقت ۱۰ به توان ۱۵ اندازه بگیرند. هینست می‌گوید: «ما می‌خواهیم سنجش پادهیدروژن را هم با همان دقت هیدروژن انجام دهیم، و دلیلی وجود ندارد که در آینده از پس این کار بر نیاییم.»
تا اینجا طیف‌های نور هیدروژن و پادهیدروژن یکسان به نظر می‌رسند، ولی هینست می‌گوید: «سنجش پادهیدروژن با دقت بیشتر می‌تواند سرانجام تفاوت‌هایی را میان ماده و پادماده آشکار کند که بتوانند گره از راز کمبود پادماده در کیهان گشوده و دگرگونی‌هایی انقلابی در مدل استاندارد پدید بیاورند. این واقعا یک پژوهش سرنوشت‌ساز است.»
... جزییات در پست بعد 👇🏼
—------------------------------------------------—
https://goo.gl/tJQIrN
* فیزیکدانان برای نخستین بار نشان داده‌اند که اتم‌های #پادماده در واکنش به تابش لیزر، همان گونه‌ی نوری که از ماده‌ی معمولی گسیلیده می‌شود را تولید می‌کنند.
به گفته‌ی پژوهشگران، سنجش‌‌های دقیق‌ترِ این نور می‌تواند به گره‌گشایی از این راز کمک کند که چرا مقدار پادماده (ضدماده) در مقایسه با ماده‌ی معمولی در کیهان بسیار کمتر است.
هر ذره‌ی ماده‌ی معمولی دارای یک همتای پادماده با همان جرم ولی با بار الکتریکی مخالف است. برای نمونه، الکترون‌ها و پروتون‌ها دارای همتاهای پادماده‌ای به ترتیب به نام #پوزیترون و #پادپروتون هستند.
هنگامی که یک ذره به یک پادذره برخورد می‌کند، همدیگر را نابود کرده و فورانی از انرژی پدید می‌آورند. برخورد یک گرم پادماده با یک گرم ماده‌ی معمولی و نابودی آنها می‌تواند انرژی‌ای حدود دو برابر بمب هسته‌ای که بر سر هیروشیمای ژاپن انداخته شد آزاد کند (نگران بمب‌های پادماده نباشید، پژوهشگران هنوز راه بسیار درازی برای تولید حتی یک گرم پادماده دارند).
این هنوز یک راز است که چرا ماده در کیهان تا این اندازه بر پادماده برتری دارد. #مدل #استاندارد فیزیک ذرات (بهترین توصیفی که تاکنون از شیوه‌ی رفتار بلوک‌های بنیادی کیهان ارایه شده) می‌گوید در مهبانگ (بیگ بنگ) می‌بایست مقدار برابری ماده و پادماده پدید آمده باشد.
@onestar_in_sevenskies
تاباندن نور بر پادماده
دانشمندان در پی بررسی این بودند که آیا تفاوت رفتاری پادماده با ماده به گونه‌ای هست که بتواند گره از رازِ بیش از اندازه کم بودن آن در کیهان بگشاید یا نه.
یک رشته آزمایش‌های کلیدی برای این منظور، تاباندن #لیزر بر اتم‌های پادماده بود که "روند" درآشامش (جذب) و گسیلش نورشان بسیار همانند اتم‌های ماده‌ی معمولی است. اگر اتم‌های #پادهیدروژن طیف نوری متفاوت با اتم‌های هیدروژن می‌گسیلیدند، این تفاوت‌های طیفی می‌توانست آگاهی‌هایی درباره‌ی دیگر تفاوت‌های رفتاری ماده و پادماده نیز به دانشمندان بدهد.
جفری هینست، فیزیکدان دانشگاه آرهوس دانمارک و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «دوست دارم این را جام مقدس فیزیک پادماده بنامم. من بیش از ۲۰ سال است که در تلاش برای امکان‌پذیر شدن این [آزمایش] هستم، و این پروژه سرانجام پس از دشواری‌های بسیار انجام گرفته.»
پژوهشگران این آزمایش را با پادهیدروژن انجام دادند که ساده‌ترین اتم پادماده است، درست مانند هیدروژن که ساده‌ترین اتم ماده‌ی معمولی است. هر یک از اتم‌های پادهیدروژن از یک پادپروتون و یک پوزیترون (پادالکترون) تشکیل شده.
تولید پادماده به اندازه‌ی کافی برای انجام آزمایش کاری چالش‌برانگیز بود. برای به دست آوردن اتم‌های پادهیدروژن، پژوهشگران ابرهایی متشکل از حدود ۹۰ هزار پادپروتون را با ابرهایی متشکل از حدود ۱.۶ میلیون پوزیترون در هم آمیختند و حدود ۲۵۰۰۰ اتم پادهیدروژن به دست آوردند. این کار با بهره از دستگاه آلفا-۲ که یک سامانه‌ی تولید و به دام‌اندازی پادماده در #سرن سوییس است انجام دادند.
پس از تولید اتم‌های پادهیدروژن، به گفته‌ی هینست: «باید از آنها نگهداری می‌کردیم که کاری بسیار سخت بود.» پادهیدروژن از نظر الکتریکی خنثا است و این بدان معناست که نمی‌توان آنها را به کمک میدان‌های الکتریکی سر جایشان نگه داشت. هینست می‌افزاید: «و چون باید از ماده‌ی معمولی دور نگه داشته شود، ناچاریم آن را در خلا شدید ذخیره کنیم.» افزون بر آن، بهتر از همه اینست که پادماده در دماهایی نزدیک به #صفر_مطلق (منفی ۲۷۳.۱۵ درجه‌ی سانتیگراد) نگهداری شود، به گونه‌ای که سرعت جنبش‌هایش کم شده و آسان‌تر بشود آنها را یک جا نگه داشت.
این پژوهشگران پادهیدروژن را در میدان‌های مغناطیسی بسیار نیرومند به دام انداختند. هینست می‌گوید: «ما اکنون می توانیم حدود ۱۵ اتم پادهیدروژن را همزمان نگه داریم.»
سپس آنها پرتوی لیزری بر این پادهیدروژن‌ها تاباندند که باعث شد اتم‌ها نور پس دهند. پس از آن، دانشمندان طیف نوری که پادهیدروژن گسیلیده بود را با دقت ۱۰ به توان ۱۰ اندازه گرفتند. برای مقایسه، پژوهشگران امروزه می‌توانند برای هیدروژن، همین ویژگی‌ها را با دقت ۱۰ به توان ۱۵ اندازه بگیرند. هینست می‌گوید: «ما می‌خواهیم سنجش پادهیدروژن را هم با همان دقت هیدروژن انجام دهیم، و دلیلی وجود ندارد که در آینده از پس این کار بر نیاییم.»
تا اینجا طیف‌های نور هیدروژن و پادهیدروژن یکسان به نظر می‌رسند، ولی هینست می‌گوید: «سنجش پادهیدروژن با دقت بیشتر می‌تواند سرانجام تفاوت‌هایی را میان ماده و پادماده آشکار کند که بتوانند گره از راز کمبود پادماده در کیهان گشوده و دگرگونی‌هایی انقلابی در مدل استاندارد پدید بیاورند. این واقعا یک پژوهش سرنوشت‌ساز است.»
... جزییات در پست بعد 👇🏼
«برنامه ناسا برای پدید آوردن سردترین نقطه کیهان»
—---------------------------------------------
* در این تابستان، جعبه‌ای به اندازه‌ی یک یخدان به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده می‌شود، جایی که قرار است در آن سردترین نقطه‌ی کیهان را پدید بیاورد.
درون این جعبه، لیزر، یک محفظه‌ی خلا و یک "چاقوی" الکترومغناطیسی برای خنثا کردن انرژی ذرات گاز، و کند کردن آنها تا مرز سکون به کار خواهد رفت. این مجموعه ابزار که در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنای کالیفرنیا ساخته شده، به نام "آزمایشگاه اتم سرد" (کال، CAL) نامیده شده است. کال اکنون گام‌های پایانی آماده شدن را در جی‌پی‌ال می‌گذراند و در ماه اوت با یک موشک اسپیس-ایکس سی‌آراس-۱۲ روانه‌ی ایستگاه فضایی خواهد شد.
کار این دستگاه سرد کردن اتم‌های گاز تا دمای تنها یک میلیاردم درجه بالاتر از #صفر_مطلق است. این ۱۰۰ میلیون برابر سردتر از ژرفای فضاست.
دانشمند پروژه‌ی کال، رابرت تامپسون از جی‌پی‌ال می‌گوید: «بررسی این اتم‌های فَراسَرد می‌تواند شناخت ما از ماده و سرشت بنیادین گرانش را دگرگون کند. آزمایش‌هایی که با کال انجام خواهیم داد به ما بینشی از گرانش و انرژی تاریک -که از جمله‌ی فراگیرترین نیروهای کیهانند- به ما خواهد داد.»
@onestar_in_sevenskies
هنگامی که اتم‌ها تا دماهای بسیار بسیار پایین سرد می‌شوند (مانند آنچه درون کال رخ خواهد داد) می‌توانند به حالتی ویژه از ماده برسند که به نام چگالش بوز-اینشتین شناخته می‌شود. در این حالت، قوانین آشنای فیزیک کنار رفته و قوانین فیزیک کوانتوم برتری می‌یابند. در این حالت رفتار ماده بیشتر موجی می‌شود تا ذره‌ای. ردیف‌های اتم هماهنگ با یکدیگر حرکت می‌کنند، مانند این که همگی روی یک پارچه‌ی متحرک سوار باشند. این شکل موجی رازآمیز تاکنون در دماهایی به پایینی دمایی که کال به آن دست خواهد یافت دیده نشده.
دانشمندان ناسا تاکنون هرگز #چگالش_بوز_اینشین را در فضا ندیده یا پدید نیاورده‌اند. روی زمین، کشش گرانشی باعث می‌شود اتم‌ها پیوسته رو به زمین بیایند، از همین رو به طور معمول تنها برای کسری از ثانیه می‌توانند دیده شوند.
ولی در ایستگاه فضایی، اتم‌های فراسرد می‌توانند در زمان سقوط آزاد، شکل‌های موج-مانند خود را بیشتر نگه دارند. این به دانشمندان پنجره‌ای گسترده‌تر برای شناخت فیزیک در پایه‌ای‌ترین سطحش می‌دهد. تامپسون برآورد کرد که کال می‌تواند چگالش بوز-اینشتین را برای مدت پنج تا ۱۰ ثانیه دیدارپذیر کند؛ در آینده، بهره‌گیری از فناوری‌های بیشتر در کال می‌تواند این زمان را به صدها ثانیه برساند.
چگالش‌های بوز-اینشتین یک "ابرشاره" هستند- گونه‌ای شاره با گرانروی (ویسکوزیته‌ی) صفر که در آن، اتم‌ها بدون هیچ اصطکاکی حرکت می‌کنند، انگار که همگی یک ماده‌ی جامد یگانه باشند.
آنیتا سنگوپتا مدیر پروژه‌ی کال از جی‌پی‌ال می‌گوید: «اگر آبِ #ابرشاره را در یک لیوان به چرخش در آوریم، تا همیشه به چرخش ادامه خواهد داد. هیچ گرانروی‌ای وجود ندارد که از سرعت آن بکاهد و انرژی جنبشی‌اش را کم کند. اگر بتوانیم فیزیک ابرشاره‌ها را بهتر بشناسیم، شاید بتوانیم بهره‌گیری از آنها برای تراوژ (انتقال) کارآمدترِ انرژی را بیاموزیم.»
@onestar_in_sevenskies
پنج گروه از دانشمندان آزمایش‌هایی که با کال انجام می‌شود را پیش خواهند برد. از جمله‌ی آنها اریک کورنل از دانشگاه کلرادو، بولدر و بنیاد ملی استاندارد و فناوری است. کورنل یکی از برندگان جایزه‌ی نوبل است که نخستین بار در سال ۱۹۹۵، چگالش بوز-اینشتین را در یک محیط آزمایشگاهی پدید آورد.
دستاوردهای این آزمایش‌ها می‌تواند به پیشرفت شماری از فناوری‌ها بیانجامد، از جمله حسگرها، رایانه‌های کوانتومی، و ساعت‌های اتمی که در ناوبری فضاپیماها به کار می‌روند.
به گفته‌ی کمال اودریهیری، دستیار مدیر پروژه‌ی کال از جی‌پی‌ال، پیامدهای مربوط به یافتن #انرژی_تاریک ...
🔹ادامه در پست بعد 👇👇👇👇
—---------------------------------------------
* در این تابستان، جعبه‌ای به اندازه‌ی یک یخدان به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده می‌شود، جایی که قرار است در آن سردترین نقطه‌ی کیهان را پدید بیاورد.
درون این جعبه، لیزر، یک محفظه‌ی خلا و یک "چاقوی" الکترومغناطیسی برای خنثا کردن انرژی ذرات گاز، و کند کردن آنها تا مرز سکون به کار خواهد رفت. این مجموعه ابزار که در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنای کالیفرنیا ساخته شده، به نام "آزمایشگاه اتم سرد" (کال، CAL) نامیده شده است. کال اکنون گام‌های پایانی آماده شدن را در جی‌پی‌ال می‌گذراند و در ماه اوت با یک موشک اسپیس-ایکس سی‌آراس-۱۲ روانه‌ی ایستگاه فضایی خواهد شد.
کار این دستگاه سرد کردن اتم‌های گاز تا دمای تنها یک میلیاردم درجه بالاتر از #صفر_مطلق است. این ۱۰۰ میلیون برابر سردتر از ژرفای فضاست.
دانشمند پروژه‌ی کال، رابرت تامپسون از جی‌پی‌ال می‌گوید: «بررسی این اتم‌های فَراسَرد می‌تواند شناخت ما از ماده و سرشت بنیادین گرانش را دگرگون کند. آزمایش‌هایی که با کال انجام خواهیم داد به ما بینشی از گرانش و انرژی تاریک -که از جمله‌ی فراگیرترین نیروهای کیهانند- به ما خواهد داد.»
@onestar_in_sevenskies
هنگامی که اتم‌ها تا دماهای بسیار بسیار پایین سرد می‌شوند (مانند آنچه درون کال رخ خواهد داد) می‌توانند به حالتی ویژه از ماده برسند که به نام چگالش بوز-اینشتین شناخته می‌شود. در این حالت، قوانین آشنای فیزیک کنار رفته و قوانین فیزیک کوانتوم برتری می‌یابند. در این حالت رفتار ماده بیشتر موجی می‌شود تا ذره‌ای. ردیف‌های اتم هماهنگ با یکدیگر حرکت می‌کنند، مانند این که همگی روی یک پارچه‌ی متحرک سوار باشند. این شکل موجی رازآمیز تاکنون در دماهایی به پایینی دمایی که کال به آن دست خواهد یافت دیده نشده.
دانشمندان ناسا تاکنون هرگز #چگالش_بوز_اینشین را در فضا ندیده یا پدید نیاورده‌اند. روی زمین، کشش گرانشی باعث می‌شود اتم‌ها پیوسته رو به زمین بیایند، از همین رو به طور معمول تنها برای کسری از ثانیه می‌توانند دیده شوند.
ولی در ایستگاه فضایی، اتم‌های فراسرد می‌توانند در زمان سقوط آزاد، شکل‌های موج-مانند خود را بیشتر نگه دارند. این به دانشمندان پنجره‌ای گسترده‌تر برای شناخت فیزیک در پایه‌ای‌ترین سطحش می‌دهد. تامپسون برآورد کرد که کال می‌تواند چگالش بوز-اینشتین را برای مدت پنج تا ۱۰ ثانیه دیدارپذیر کند؛ در آینده، بهره‌گیری از فناوری‌های بیشتر در کال می‌تواند این زمان را به صدها ثانیه برساند.
چگالش‌های بوز-اینشتین یک "ابرشاره" هستند- گونه‌ای شاره با گرانروی (ویسکوزیته‌ی) صفر که در آن، اتم‌ها بدون هیچ اصطکاکی حرکت می‌کنند، انگار که همگی یک ماده‌ی جامد یگانه باشند.
آنیتا سنگوپتا مدیر پروژه‌ی کال از جی‌پی‌ال می‌گوید: «اگر آبِ #ابرشاره را در یک لیوان به چرخش در آوریم، تا همیشه به چرخش ادامه خواهد داد. هیچ گرانروی‌ای وجود ندارد که از سرعت آن بکاهد و انرژی جنبشی‌اش را کم کند. اگر بتوانیم فیزیک ابرشاره‌ها را بهتر بشناسیم، شاید بتوانیم بهره‌گیری از آنها برای تراوژ (انتقال) کارآمدترِ انرژی را بیاموزیم.»
@onestar_in_sevenskies
پنج گروه از دانشمندان آزمایش‌هایی که با کال انجام می‌شود را پیش خواهند برد. از جمله‌ی آنها اریک کورنل از دانشگاه کلرادو، بولدر و بنیاد ملی استاندارد و فناوری است. کورنل یکی از برندگان جایزه‌ی نوبل است که نخستین بار در سال ۱۹۹۵، چگالش بوز-اینشتین را در یک محیط آزمایشگاهی پدید آورد.
دستاوردهای این آزمایش‌ها می‌تواند به پیشرفت شماری از فناوری‌ها بیانجامد، از جمله حسگرها، رایانه‌های کوانتومی، و ساعت‌های اتمی که در ناوبری فضاپیماها به کار می‌روند.
به گفته‌ی کمال اودریهیری، دستیار مدیر پروژه‌ی کال از جی‌پی‌ال، پیامدهای مربوط به یافتن #انرژی_تاریک ...
🔹ادامه در پست بعد 👇👇👇👇
«پژوهشگران در آزمایشگاه "جرم منفی" پدید آوردند»
—----------------------------------------------
* فیزیکدانان دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU) شاره‌ای با جرم منفی پدید آورده‌اند که درست همان چیزیست که از نامش بر می‌آید: اگر بر آن نیرو وارد شود، برخلاف همه‌ی اجرام فیزیکی شناخته شده‌ی جهان در راستایی که فشار بر آن وارد شده شتاب نمی‌گیرد، بلکه رو به عقب بر می‌گردد.
به گفته‌ی مایکل فوربز، استادیار فیزیک و اخترشناسی WSU و استادیار وابسته در دانشگاه واشنگتن، این پدیده به سختی در شرایط آزمایشگاهی به وجود آمده و می‌توان از آن برای کاوش برخی از مفاهیم پیچیده‌تر کیهان بهره جست. گزارش این پژوهش در نشریه‌ی فیزیکال ریویو لترز زیر عنوان "پیشنهاد سردبیر" منتشر شده.
بر پایه‌ی فرضیه، ماده می‌تواند دارای #جرم_منفی باشد، درست همان گونه که بار الکتریکی مثبت و منفی وجود دارد. مردم به سختی به چنین چیزی فکر می‌کنند، و در زندگی روزمره تنها جنبه‌های مثبت قانون دوم حرکت ایزاک نیوتن را می‌بینند که در آن، نیرو برابر است با جرم یک شی ضربدر شتاب آن، یا F=ma. به بیان دیگر، اگر جسمی را هل بدهید، در همان جهتی که بر آن فشار آورده‌اید شتاب خواهد گرفت. جرم همراستا و هم‌جهت با نیرو شتاب می‌گیرد.
فوربز می‌گوید: «این همان رفتاریست که از بیشتر چیزهایی که به کار می‌بریم سر می‌زند. [ولی] با جرم منفی، اگر بر چیزی فشار بیاورید رو به خودتان شتاب خواهد گرفت.»
شرایط برای جرم منفی
فوربز و همکارانش شرایط برای جرم منفی را با سرد کردن اتم‌های روبیدیم تا مرز #صفر_مطلق، و پدید آوردن چیزی که به نام #چگالش_بوز_اینشتین شناخته می‌شود را فراهم آوردند. در چنین دمایی به پیش‌بینی ساتیندرا نات بوز و آلبرت اینشتین، ذرات بی‌اندازه کُند می‌شوند و با پیروی از اصول مکانیک کوانتومی، رفتاری موجی پیدا می‌کنند. آنها در این حالت با هم هماهنگ شده و در حرکتی یکپارچه، آنچه به عنوان یک ابرشاره شناخته می‌شوند را پدید می‌آورند، گونه‌ای شاره با گرانروی (ویسکوزیته‌ی) صفر که در آن، اتم‌ها بدون هیچ اصطکاکی و بدون از دست دادن انرژی حرکت می‌کنند، انگار که همگی یک ماده‌ی جامد یگانه باشند.
پژوهشگران به رهبری پیتر انگلس، استاد فیزیک و اخترشناسی WSU، در طبقه‌ی ششم ساختمان وبستر دانشگاه، با بهره از لیزر سرعت ذرات را پایین آورده و این شرایط را پدید آوردند. آنها با تاباندن لیزر، ذرات را سرد کرده و اجازه دادند ذرات داغ و پرانرژی مانند بخار بگریزند و ماده باز هم سردتر شود.
لیزر اتم‌ها را مانند این که در ظرفی به پهنای کمتر از یک صدم میکرون باشند به دام انداخت. در این جا ابرشاره‌ی روبیدیم هنوز جرم معمولی داشت و با شکستن ظرف، روبیدیم بیرون می‌ریخت و چون از مرکزش نیروی بر آن وارد می‌آمد، رو به بیرون پخش می‌شد.
این پژوهشگران برای پدید آوردن جرم منفی یک بار دیگر از لیزر بهره جستند تا اتم‌ها را به پس و پیش رانده و شیوه‌ی اسپین آنها را تغیییر دهند. اکنون اگر روبیدیم با سرعت کافی از ظرف بیرون بریزد، رفتار ماده‌ای با جرم منفی خواهد داشت. فوربز که به عنوان نظریه‌پرداز این سامانه را بررسی می‌کرد گفت: «اکنون بر آن فشار بیاوریم رو به عقب شتاب پیدا می‌کند. انگار که روبیدیم به یک دیوار نادیدنی برخورد می‌کند.»
پرهیز از کاستی‌های زیربنایی
در شگردی که توسط پژوهشگران WSU به کار رفت، از برخی از نقص‌های اساسی که پژوهش‌های گذشته برای شناخت جرم منفی با آن روبرو شده بودند پرهیز شد.
فوربز می‌گوید: «نخست این که ما اینجا کنترل دقیقی بر سرشت این جرم منفی داریم، بدون هیچ پیامد دیگری.» پژوهش آنان در مورد جرم منفی، رفتاری همسان با آنچه در سامانه‌های دیگر دیده شده را نشان می‌دهد. این افزایش کنترل به پژوهشگران ابزاری تازه برای مهندسیِ آزمایش‌ها جهت بررسی پدیده‌های همسانی در اخترفیزیک، مانند ستارگان نوترونی، و پدیده‌های کیهانی مانند سیاهچاله‌ها و انرژی تاریک، که آزمایش مستقیمشان ناشدنیست می‌دهد. فوربز می‌گوید: «این محیط دیگری برای بررسی یک پدیده‌ی بنیادین که بسیار شگفت‌آور است فراهم می‌کند.»
https://goo.gl/lggD01
—----------------------------------------------
برای دیدن پیوندها، می توانید این مطلب را در خود وبلاگ بخوانید:
http://www.1star7sky.com/2017/04/negativemass.html
—-------------------------------------------------
تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:
telegram: @onestar_in_sevenskies
—----------------------------------------------
* فیزیکدانان دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU) شاره‌ای با جرم منفی پدید آورده‌اند که درست همان چیزیست که از نامش بر می‌آید: اگر بر آن نیرو وارد شود، برخلاف همه‌ی اجرام فیزیکی شناخته شده‌ی جهان در راستایی که فشار بر آن وارد شده شتاب نمی‌گیرد، بلکه رو به عقب بر می‌گردد.
به گفته‌ی مایکل فوربز، استادیار فیزیک و اخترشناسی WSU و استادیار وابسته در دانشگاه واشنگتن، این پدیده به سختی در شرایط آزمایشگاهی به وجود آمده و می‌توان از آن برای کاوش برخی از مفاهیم پیچیده‌تر کیهان بهره جست. گزارش این پژوهش در نشریه‌ی فیزیکال ریویو لترز زیر عنوان "پیشنهاد سردبیر" منتشر شده.
بر پایه‌ی فرضیه، ماده می‌تواند دارای #جرم_منفی باشد، درست همان گونه که بار الکتریکی مثبت و منفی وجود دارد. مردم به سختی به چنین چیزی فکر می‌کنند، و در زندگی روزمره تنها جنبه‌های مثبت قانون دوم حرکت ایزاک نیوتن را می‌بینند که در آن، نیرو برابر است با جرم یک شی ضربدر شتاب آن، یا F=ma. به بیان دیگر، اگر جسمی را هل بدهید، در همان جهتی که بر آن فشار آورده‌اید شتاب خواهد گرفت. جرم همراستا و هم‌جهت با نیرو شتاب می‌گیرد.
فوربز می‌گوید: «این همان رفتاریست که از بیشتر چیزهایی که به کار می‌بریم سر می‌زند. [ولی] با جرم منفی، اگر بر چیزی فشار بیاورید رو به خودتان شتاب خواهد گرفت.»
شرایط برای جرم منفی
فوربز و همکارانش شرایط برای جرم منفی را با سرد کردن اتم‌های روبیدیم تا مرز #صفر_مطلق، و پدید آوردن چیزی که به نام #چگالش_بوز_اینشتین شناخته می‌شود را فراهم آوردند. در چنین دمایی به پیش‌بینی ساتیندرا نات بوز و آلبرت اینشتین، ذرات بی‌اندازه کُند می‌شوند و با پیروی از اصول مکانیک کوانتومی، رفتاری موجی پیدا می‌کنند. آنها در این حالت با هم هماهنگ شده و در حرکتی یکپارچه، آنچه به عنوان یک ابرشاره شناخته می‌شوند را پدید می‌آورند، گونه‌ای شاره با گرانروی (ویسکوزیته‌ی) صفر که در آن، اتم‌ها بدون هیچ اصطکاکی و بدون از دست دادن انرژی حرکت می‌کنند، انگار که همگی یک ماده‌ی جامد یگانه باشند.
پژوهشگران به رهبری پیتر انگلس، استاد فیزیک و اخترشناسی WSU، در طبقه‌ی ششم ساختمان وبستر دانشگاه، با بهره از لیزر سرعت ذرات را پایین آورده و این شرایط را پدید آوردند. آنها با تاباندن لیزر، ذرات را سرد کرده و اجازه دادند ذرات داغ و پرانرژی مانند بخار بگریزند و ماده باز هم سردتر شود.
لیزر اتم‌ها را مانند این که در ظرفی به پهنای کمتر از یک صدم میکرون باشند به دام انداخت. در این جا ابرشاره‌ی روبیدیم هنوز جرم معمولی داشت و با شکستن ظرف، روبیدیم بیرون می‌ریخت و چون از مرکزش نیروی بر آن وارد می‌آمد، رو به بیرون پخش می‌شد.
این پژوهشگران برای پدید آوردن جرم منفی یک بار دیگر از لیزر بهره جستند تا اتم‌ها را به پس و پیش رانده و شیوه‌ی اسپین آنها را تغیییر دهند. اکنون اگر روبیدیم با سرعت کافی از ظرف بیرون بریزد، رفتار ماده‌ای با جرم منفی خواهد داشت. فوربز که به عنوان نظریه‌پرداز این سامانه را بررسی می‌کرد گفت: «اکنون بر آن فشار بیاوریم رو به عقب شتاب پیدا می‌کند. انگار که روبیدیم به یک دیوار نادیدنی برخورد می‌کند.»
پرهیز از کاستی‌های زیربنایی
در شگردی که توسط پژوهشگران WSU به کار رفت، از برخی از نقص‌های اساسی که پژوهش‌های گذشته برای شناخت جرم منفی با آن روبرو شده بودند پرهیز شد.
فوربز می‌گوید: «نخست این که ما اینجا کنترل دقیقی بر سرشت این جرم منفی داریم، بدون هیچ پیامد دیگری.» پژوهش آنان در مورد جرم منفی، رفتاری همسان با آنچه در سامانه‌های دیگر دیده شده را نشان می‌دهد. این افزایش کنترل به پژوهشگران ابزاری تازه برای مهندسیِ آزمایش‌ها جهت بررسی پدیده‌های همسانی در اخترفیزیک، مانند ستارگان نوترونی، و پدیده‌های کیهانی مانند سیاهچاله‌ها و انرژی تاریک، که آزمایش مستقیمشان ناشدنیست می‌دهد. فوربز می‌گوید: «این محیط دیگری برای بررسی یک پدیده‌ی بنیادین که بسیار شگفت‌آور است فراهم می‌کند.»
https://goo.gl/lggD01
—----------------------------------------------
برای دیدن پیوندها، می توانید این مطلب را در خود وبلاگ بخوانید:
http://www.1star7sky.com/2017/04/negativemass.html
—-------------------------------------------------
تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:
telegram: @onestar_in_sevenskies