负质量的澄清效应

LHS,简单,“正质量”关系:球的质量保持稳定,独立于踢。RHS, '踢腿依赖'质量,球的质量取决于踢腿的力

昆士兰大学的David Colas领导的FLEET研究澄清了最近对负质量的研究,调查了自我干扰的奇怪现象。

-质量? ?

当我们想到“质量”时,我们通常会考虑“惯性”质量——由于施加的力,物体对加速度的阻力。

对于一个运动物体,它的质量就是施加于它的动量和它获得的速度之间的简单关系。

然而,在某些情况下,这种关系不是简单的成比例,而是取决于施加在物体上的脉冲。物理学家会讨论有效质量,甚至可以是负的。

在这种情况下,物体在受到力的作用时会以完全非直观的方式运动。

“想象一下一个足球,你第一次踢它让它更接近球门,然后你再踢它一次让它得分,但球不是加速,而是减速!你有点困惑,所以你决定更用力地踢球,现在球向你的脚移动,而不是远离它!昆士兰大学研究的主要作者大卫·科拉斯博士解释道。

负质量可以通过实验在各种系统的粒子水平上实现,例如利用半导体中的空穴,通过在微腔中将光与物质耦合产生“激子-极化子”,或在原子超冷原子气体中以玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs)的形式实现。

这项研究

自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚中的负质量效应发表于物理评论快报在7月。

昆士兰大学的理论研究扩展了华盛顿州立大学早期的一项研究,该研究证明了原子BEC膨胀中的负质量效应,很好地说明了该平台的多功能性和极大的可调性。

在他们的研究中,昆士兰大学的研究人员澄清了与不同类型的负质量相关的效应,并确定了原子凝聚中惊人的“自干扰效应”,这是最初对激子-极化激子的预测。

FLEET研究员David Colas博士,昆士兰大学。

这构建了WSU实验中观察到的“自干扰效应”的全面图景,但也展示了相互作用如何协助和触发目前的机制。

托马斯·杨1801年的双缝实验证明了物质波干涉,这是对量子效应的第一次观测。单个粒子被发送到带有两条狭缝的屏幕上,当它们通过屏幕时,就会显示出干涉,就像波一样。对于超冷的原子气体,只需要通过影响粒子的有效质量,就可以对粒子产生同样的干扰,而不需要屏蔽和狭缝。

“继续用足球来类比,想象一下,如果你踢得太用力,你会把它挤在你的脚上。当球离开你的靴子时,它会重新膨胀,你会看到球的前部最终会比底部移动得慢。然后球就会自我干扰,”大卫·科拉斯博士继续说道。

WUS报告说,负质量效应可以阻止BEC的自由膨胀,并导致密度上的条纹。UQ研究表明,这是由波包的自干扰引起的,当表征系统的某些质量参数变为负值时就会出现。

负质量效应可以以不同的形式出现,如自干扰。但其中最引人注目的是正脉冲的反向传播:假设一个足球加速向踢球者的靴子加速,而不是远离它。

说明了自干涉原理。波函数表示在给定位置找到粒子的概率。当气体膨胀时,由于自干涉效应,密度上会出现条纹。

昆士兰大学的研究人员表明,这种令人着迷的状态在原子BECs中比在激子-极化激子中更容易实现,为有趣的新研究路径开辟了道路。

澄清导致每个观测到的现象的质量类型将避免对负质量的常见误解。这样的澄清将有助于负质量研究重回正轨。

确认以及在澳大利亚研究理事会卓越中心该研究由俄罗斯联邦科学教育部和西班牙经济与竞争力部资助。

舰队

作为FLEET的研究员,David Colas在FLEET的研究主题2(使用激子超流体寻求无耗散机制)和研究主题3(非平衡物理)中研究激子-极化子和原子BECs。

FLEET是澳大利亚研究委员会资助的研究中心,汇集了100多名澳大利亚和国际专家,以开发新一代超低能耗电子产品,以减少计算消耗的能源。

更多的信息