Natuurkundigen creëren materie met een "negatieve massa" Auteur: Luc De Roy

do 20/04/2017 - 22:28 Luc De Roy Natuurkundigen hebben een vloeistof gemaakt met deeltjes met een "negatieve massa". Ze maakten daarvoor wat een Bose-Einsteincondensaat genoemd wordt, door rubidiumatomen af te koelen tot vlak boven het absolute nulpunt. Als je materie met een negatieve massa wegduwt, versnelt ze naar je toe.

In de wereld van alledag versnelt een voorwerp dat geduwd wordt, in dezelfde richting als de kracht die er op uitgeoefend wordt; die relatie wordt beschreven door de Tweede Wet van Newton.

Maar in theorie kan materie ook een negatieve massa hebben, op dezelfde manier dat een elektrische lading positief of negatief kan zijn.

Om dat fenomeen te bereiken, koelden professor Peter Engels van Washington State University en zijn collega's rubidiumatomen tot net boven het absolute nulpunt van -273,15 graden Celsius, om zo te bekomen wat een Bose-Einsteincondensaat genoemd wordt.

In die toestand, die ook de vijfde aggregatietoestand genoemd wordt naast vast, vloeibaar, gas en plasma, bewegen de deeltjes zich extreem traag, en vertonen ze gedrag dat voorspeld wordt door de kwantumfysica. Ze gedragen zich daarbij als golven. 

De deeltjes synchroniseren zich ook en bewegen samen in wat een "superfluïde vloeistof" genoemd wordt, die kan stromen zonder energie te verliezen.

Belga

Lepidoliet, een mineraal dat een erts is voor lithium, en ook een van de belangrijke bronnen voor de zeldzame alkalimetalen rubidium en cesium. 

Lasers

Om de juiste omstandigheden te creëren voor negatieve massa, gebruikten de onderzoekers lasers om de rubidiumatomen gevangen te houden, en heen en weer te stoten, Dat laatste veranderde de spin van de atomen.

Toen de atomen losgelaten werden uit de "laserval", zetten ze uit, en daarbij vertoonden een aantal ervan negatieve massa.

"Met negatieve massa, als je iets duwt, versnelt het naar je toe", zei mede-auteur Michael Forbes, een assistent-professor fysica aan Washington State University aan de BBC-website. "Het ziet er uit alsof het rubidium tegen een onzichtbare muur botst."

De techniek kan gebruikt worden om het fenomeen beter te kunnen begrijpen volgens de onderzoekers.

"Wat hier uniek aan is, is de uitzonderlijke controle die we uitoefenen over de aard van deze negatieve massa, zonder enige andere complicaties", zei Forbes aan de BBC. 

Die verhoogde controle geeft de onderzoekers ook een instrument in handen om de mogelijke verbanden te onderzoeken tussen negatieve massa en bepaalde fenomenen die we zien in het heelal, zoals neutronensterren, zwarte gaten en donkere energie.

De studie over de negatieve massa is gepubliceerd in Physical Review Letters. Een gratis versie is beschikbaar op arXiv.org.