閃電配音

哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家團隊提交一篇新論文，沖擊了我們頭腦中的固有觀念。他們說實際上可能存在具有負質(zhì)量的粒子——它們在重力作用下向上而不是向下運動——就在我們的身邊。

我們所知道的宏觀世界受牛頓運動和引力定律所支配。

但是，哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家團隊提交一篇新論文，沖擊了我們頭腦中的固有觀念。他們說實際上可能存在具有負質(zhì)量的粒子——它們在重力作用下向上而不是向下運動——就在我們的身邊。

根據(jù)論文，他們指的并非是某種神奇的亞原子結(jié)構(gòu)，而是我們每天聽到并制造的聲音“粒子”——聲子——它們反抗重力。

聽糊涂了么？畢竟，聲音甚至不算是真實的物理實體，那么引力又如何對它產(chǎn)生影響呢？

這一矛盾恰是新理論的核心思想——研究人員說，如果聲波確實具有質(zhì)量，那會發(fā)生什么？只能是負質(zhì)量。負質(zhì)量的粒子產(chǎn)生微小的負引力場，在重力場中被推向遠方。

聽起來很瘋狂，但要牢記以下三點：

首先，也是最重要的是，本文純粹是理論上的推導(dǎo)——這意味著研究人員只是提出了一個假設(shè)，并套用我們之前用來刻畫世界的語言語法，表明理論上，確實存在著可能性。

這并不是說他們已經(jīng)找到了聲波帶有負質(zhì)量的證據(jù)，他們只是表明，如果這樣的話，它和現(xiàn)有物理學(xué)中的內(nèi)容不相沖突。

第二點是，該論文還沒有接受同行評審，目前只在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上發(fā)表。所以需要其他學(xué)者來檢查其中的內(nèi)容是否存在錯漏

現(xiàn)在記住前兩個，你需要知道的第三件事是這個想法實際上并不那么瘋狂。

不完全是。

我們知道存在負質(zhì)量的粒子——并且它們確實會被引力場排斥。

就在去年，研究人員首次在實驗室中創(chuàng)造了負質(zhì)量流體，當(dāng)對它施加推動力時，它向后加速而不是向前加速。

好的，所以負質(zhì)量粒子本身可能是真實的。但聲波實際上不是粒子，不是嗎？

聲波穿過物質(zhì)并引起周圍分子的振動，導(dǎo)致這些振動依次傳遞并擊中我們的耳膜——我們聽到聲音的過程。

但是，盡管它們不是傳統(tǒng)意義上的固態(tài)微粒，但在數(shù)學(xué)上確實可被描述為粒子，稱為聲子。

不過，以前人們一直認為這些聲子不會受到重力影響——或者對重力場產(chǎn)生影響——因為它們不攜帶質(zhì)量。

但該團隊負責(zé)人Alberto Nicolis5月發(fā)表在《物理評論快報》上的早期研究提供了一些實驗證據(jù)，證明情況并非如此——至少在極端情況下不是。

實驗需要在絕對零度下超流體中進行，那是一種奇怪的流體，在接近絕對零度的溫度下完全沒有阻力地流動。

Nicolis和他的團隊報告說，聲子的軌跡似乎向上彎曲，與重力的作用方向相反。

實際效果過于微弱，無法用現(xiàn)有技術(shù)進行測量，并且還存在與重力無關(guān)的其他可能解釋。

但Nicolis的最新論文建立在聲子產(chǎn)生某種類型的負引力場的觀點之上。

他們提出：“聲子的(微小的)有效引力質(zhì)量會產(chǎn)生一個(微小的)引力場。這個引力場與聲子一起傳播。”

“因此，在物理意義上，聲子帶有(負)質(zhì)量。”

我們不打算展開細說，因為它們非常高深晦澀(你可以在論文中閱讀所有關(guān)于它們的內(nèi)容)。

簡而言之，該團隊在數(shù)學(xué)上證明了經(jīng)典的聲波可以承載質(zhì)量——不僅僅是在超流體或量子世界，而是在現(xiàn)實環(huán)境中。

“我們發(fā)現(xiàn)，與普遍看法相反，聲波帶有引力質(zhì)量，在標(biāo)準(zhǔn)的牛頓力學(xué)的意義上：它們受到重力的影響，也會引發(fā)重力。”該團隊總結(jié)道。

他們還概述了如何通過實驗驗證他們的思想。

這一點很重要，不僅因為它會革新我們對經(jīng)典物理世界的基本理解，也因為這種效應(yīng)可能會影響宇宙中其他物體的行為——比如說，中子星具有令人難以置信的高密度星核，聲波在其中以接近光速傳播。

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