Физици създадоха устройство, генериращо негативна маса
Екип физици сътвориха нещо, което назовават „ първото устройство, което може да генерира частици, които се държат като такива с отрицателна маса “.
Устройството генерира странни частици, които са на половина светлина и на половина материя. Това може да се окаже изобретяване на нов тип лазер, който действа с надалеч по-малко сила от технологиите, с които разполагаме към настоякия миг.
Изследването се основава на скорошни теоритични разработки върху държанието на нещо, което се назовава „ поларитон “ и наподобява се държи по този начин, като че ли има негативна маса – необикновено свойство, при съществуването на което обектите се движат КЪМ силата, която ги отблъсква, вместо наопаки.
Сега физици от университета в Рочестър са основали устройство, което им разрешава да основават такива поларитони на стайна температура.
Те реализират това като манипулират уловени фотони и ги комбинират с един тип квази-частица, наречена екзитон (exsiton). Така се получава нещо, което е на половина светлина и на половина материя и което някои учени назовават „ вълшебен прахуляк “.
Това единствено по себе си е „ забавно и вълнуващо от позиция на физиката “, споделя квантовият физик от Института по оптика към университета в Рочестър Ник Вамивакас.
„ Но наподобява се оказва, че устройството, което създадохме, съставлява метод за генериране на лазер с необикновено малко нужна сила. “
Но преди да разясняваме лазерите, дано първо поговорим за това, какво тъкмо съставлява този „ вълшебен прахуляк “, този поларитон. Създаването на поларитон изисква композиция на фотон с квази частицата екзитон.
Ако частиците бяха оркестър, то щеше да има секции за електрони, кварки и фотони. В този смисъл квази частиците не класират за своя лична секция в оркестъра. Те се образуват въз основата на груповото държание на други частици, нещо като хармонията, която се реализира с взаимоотношението на кларинети и флейти.
Те се държат дискретно, като сходни на частици обекти и постоянно служат на същата цел. Въпросната квази парченце се назовава екзитон и съставлява електрон плюс един тип празнота, наречена електронна дупка.
Двойката е обвързана от нещо, което се назовава Сила на Куломб (на физика Чарлз Куломб), която мощ се демонстрира и при взаимоотношение на светлината с избрани материали. В актуалното проучване въпросният материал е атомно тъничък полупроводник, изработен от молибденов дислеинид.
Изследователите са свързали полупроводника с оптична микрокапсула – празнина с огледала, употребена за ограничение на избрана периодичност на светлината до непрекъсната вълна. Това комбинира идентичността на екзитона с непрекъснатата светлинна вълна и се получава поларитон.
Такива квази частици не са нещо напълно ново. Но съгласно откривателите множеството работа по поларитона до момента е вършена единствено въз основата на квази частици, основани от неутрални екзитони и фотони, а не от други комплекси.
Новото устройство разрешава на учените да тестват взаимоотношението сред разнообразни типове поларитони. Оказва се, че то е необикновено необичайно.
„ Като провокираме екзитон да съобщи част от своята еднаквост на фотон, с цел да сътвори поларитон, получаваме обект, който има отрицателна маса, “ споделя Вамивакас.
Негативната маса е сложна за въприемане идея, само че е значима за схващане на подтекста. Масата постоянно се следи като устойчивост или реакция на мощ. Обект, който се държи като че ли има отрицателна маса като поларитоните, ще има ненадейно държание.
„ Трудно е за разбиране, тъй като в случай че се опиташ да го избуташ или да го притеглиш, той ще се държи тъкмо наобратно, ще се движи таман в противоположната посока на това, което интуицията ти подсказва “, изяснява Вамивакас.
Това обаче може да има вълнуващи приложения, едно които е подтиквана емисия електромагнитна радиация. Това е нещото, което кара фотонита „ да се подредят “ в лазарен лъч.
„ С поларитоните, които създадохме посредством нашето устройство, рецептата за изработка на лазер е изцяло друга, “ споделя Вамивакас.
Заради характерността на отрицателна маса, поларитоните ще оказват помощ за основаването на лазер, който се нуждае от доста по-малко входяща сила.
Квази частиците дават обещание голям капацитет и в други сфери на физиката на частиците като да вземем за пример технологиите и квантовия компютър. Физиците даже обмислят дали този „ вълшебен прахуляк “ от светлина и материя не може да се употребява за изработката на коренно нов вид суперкомпютър.
Изследването е оповестено в Nature Physics.
