Игра в бога: как человечество нарушает законы природы

Учёные создали материю с отрицательной массой и хотят научиться делать порталы в тёмную материю

Человечество любит экзотику и лёгкие решения. Веками оно создавало бестиарии, заполняя их вымышленными существами параллельно с попытками изобрести философский камень – штуковину, которая превратит одно вещество в другое, не требуя ничего взамен.

Не чужды подобных стремлений и современные физики, которые занимаются экзотической и тёмной материями. Первое – это любое вещество, позволяющее, по сути, обхитрить Вселенную: оно либо нарушает фундаментальные законы природы, либо состоит из неизвестных нам барионов (элементарные частицы, из которых построена вся известная человечеству материя, включая нас самих).

Самый известный пример – тахион, гипотетическая частица, которая движется быстрее скорости света

А ещё, согласно некоторым спекулятивным теориям, к созданию которых приложил руку даже Стивен Хокинг, экзотическая материя – наш путь к созданию «червоточин», которые смогут переносить объекты как в пространстве, так и во времени.

С тёмной материей дела обстоят и того хуже: это некая гипотетическая штуковина, которая «расталкивает» Вселенную в целом, притягивая отдельные её части.

Капризная материя

Всё описанное выше необходимо для того, чтобы лучше разобраться в нескольких недавних открытиях, позволяющих приблизиться к пониманию и экзотической, и тёмной материи.

wp.com

Одно из этих открытий совершили учёные Вашингтонского университета. Они создали ту самую экзотическую материю. Пока, впрочем, лишь с одним эффектом: у неё отрицательная масса. В смысле, вы её толкаете, а она, вместо того чтобы послушно следовать Второму закону Ньютона и удаляться, наоборот – приближается.

Для того, чтобы проделать это, профессору Питеру Энгельсу и его коллегам пришлось охладить атомы рубидия почти до абсолютного нуля (-273 градуса по Цельсию), превратив его в конденсат Бозе-Эйнштейна. Это, кстати, тоже своеобразный чит-код: по сути, именно в бозе-конденсате мы своими глазами (ну, почти – микроскопы всё же понадобятся) можем видеть квантовые эффекты в макромире. Частицы «ползают», как черепахи, временами переходя в волновое состояние. И движутся синхронно, образуя «супержидкость»: частица становится волной, которая не теряет энергии при движении.

Учёные использовали два типа лазеров – один для охлаждения атомов рубидия, второй – для изменения спинов частиц – и выяснили, что часть атомов стала ускоряться в направлении, обратному «толчку». «Это напоминает столкновение атомов рубидия с невидимой стеной» – объясняет один из исследователей профессор Майкл Форбс.

Тёмная сторона силы

С тёмной материей немного сложнее, потому что мы вторгаемся в чистую математику – только она доказывает наличие частиц, о которых говорят сторонники новой гипотезы.

multiphasialdynamics

Исследователи Института фундаменальной науки в Южной Корее уверяют, что человечество сможет заглянуть в «тёмный сектор физики» – те самые, ещё не открытые, а потому такие притягательные в своей необъяснимости вещи вроде тёмных материи и энергии. Речь идет о «порталах тёмных аксионов», что звучит как термин из фэнтези. Да и работает примерно так же.

Сами по себе аксионы – это сверхлёгкие теоретические частицы, которые открыли (или выдумали – мы пока не знаем точно) для того, чтобы помочь физикам-теоретикам решить несколько математических проблем со стандартной моделью (теоретическая конструкция физики элементарных частиц, описывающая их электромагнитное, слабое и сильное ядерное взаимодействие). «Портал тёмных аксионов» связывает обычный аксион с его «тёмным напарником».

С помощью этого портала, к примеру, можно установить связь между фотоном и «тёмным фотоном». Всё это, конечно, гипотеза, но сейчас учёные разрабатывают эксперименты, которые позволят доказать существование аксионов и тёмных аксионов, чтобы открыть путь к разгадке одной из крупнейших тайн Вселенной – тёмной  материи.

multiphasialdynamics.com

Конечно, не стоит ждать, что уже завтра мы начнем телепортироваться по Вселенной или убивать Гитлера (всё равно ничего хорошего из этого не выйдет), но эти открытия крайне важны для развития фундаментальной науки в целом. Впрочем, судя по ускорению развития человечества, быть может, уже завтра мы будем нежиться в мягких лучах планетарной системы TRAPPIST-1.

Поделиться: