Ako pogurnete običnu loptu, ona se odmiče od vaše ruke. Nema tu nikakvog iznenađenja. No, ako pogurnete loptu s negativnom vrijednosti mase, ona će se ubrzati unatrag, pomičući se prema vama. Teško je zamisliti kako je ovo moguće, ali sudeći po Newtonovoj fizici, trebalo bi funkcionirati u teoriji. Tim znanstvenika s Državnog sveučilišta Washington demonstrirao je ranije ove godine ovaj fenomen u praksi; oni su napravili tekućinu koja ima svojstva negativne mase. Istraživanje je objavljeno u ožujku u časopisu Physical Review Letters.
Dio teškoće u zamišljanju objekta s negativnom masom mogao bi doći iz korištenja same te riječi. Riječ „masa“ se u neobaveznom razgovoru često nabacuje i izmjenjuje s riječi „težina“, no postoji razlika: masa u osnovi opisuje koliko tvari ima u nekom objektu, dok je težina količina sile (obično gravitacije) koja djeluje na objekt. U redovnoj uporabi ovdje na Zemlji dva su pojma blisko povezana, ali kada biste objekt koji ima masu 1 kilogram donijeli na Mjesec, on bi težio samo šestinu toga, zbog slabije gravitacije.
Objekt s masom -1 kilogram neće se samo otisnuti od tla u svemir, nego će pokazati druge oblike čudnog ponašanja. Newtonov Drugi zakon gibanja tvrdi da je sila koja djeluje na objekt jednaka iznosu njegove mase pomnoženom s njegovim ubrzanjem (F = ma); ako masa ima negativan broj, i sila će biti negativna. To uzrokuje da ova bizarna tekućina ubrzava unatrag i pritišće se protiv bilo čega što ju gura, umjesto da se kreće u smjeru sile.
„To radi većina stvari na koje smo naviknuli“, rekao je Michael Forbes, autor istraživanja. „S negativnom masom, ako nešto pogurnete, to se ubrzava prema vama.“
Znanstvenici s Državnog sveučilišta Washington izumili su tekućinu s negativnom masom koristeći se Bose-Einsteinovim kondenzatom, čudnim stanjem tvari koje se ponaša kao supertekućina, i u kojem se čestice gibaju u valovima i mogu teći bez gubitka energije. Ovi kondenzati omogućili su znanstvenicima proučavanje kvantne mehanike, i nedavno su korišteni kako bi se napravio prethodno pretpostavljen oblik tvari poznat kao superkrutina.
Tim je napravio Bose-Einstenov kondenzat usporavanjem atoma rubidija laserima, što ih hladi do temperature malo iznad apsolutne nule i održava ih zatvorenima u području oblikovanom poput zdjele i promjera oko 100 mikrona. Znanstvenici su zatim udarili te atome drugim setom lasera koji je promijenio njihov spin; taj fenomen poznat je kao sprezanje spina i orbite (eng. spin-orbit coupling). To je omogućilo rubidiju svojstva supstance s negativnom masom kada teče izvan oblika zdjele zbog čega, kažu znanstvenici, izgleda kao da je udario u nevidljivi zid.
„Prva stvar ovdje je izuzetna kontrola koju imamo nad prirodom ove negativne mase, bez ikakvih daljnjih komplikacija“, rekao je Forbes.
Čudna tvar mogla bi omogućiti znanstvenicima proučavanje nekih od najtajanstvenijih sila u svemiru, poput crnih rupa i tamne energije.
