Масса нечта

vlkamov — 10.12.2025

"Разве отдам я Некту яблоко, хоть он дерись ?!"

"Исхитрись-ка мне добыть
То-Чаво-Не-Может!
Запиши себе названье,
Чтобы в спешке не забыть!"

В наивно-школярском представлении новые научные теории "опровергают" старые. Это заблуждение базируется на противопоставлении геоцентрической гипотезы и гелиоцентрической теории.
Причина в том, что ГеоЦГ теорией не была. Это был набор эмпирических формул (не асбсолютно, но с хорошей точностью) позволявших высчитать угловые координаты светил и через то - своё местонахождение на поверхности нашей планеты.
Коперник же предположил, что планеты движутся по круговым орбитам вокруг Cолнца. Его формулы были сильно проще птолемеевских эпициклов, но точность была хуже. ГелиоЦТ получила экспериментальное подтверждение сильно позже. ГеоЦГ экспериментальноых подтверждений не получала никогда.

Еще одним подобным завихрением стал теплород, он же флогистон - некий флюид, обеспечивающий тепловые явления. Сильно способствовало популярности этой гипотезы, что теплота показывала свойство сохранения как вещество ("где сколько убудет, столько в другом месте прибудет").Так что в сочинениях французского учёного Пьера Гассенди говорилось, что атомы холода являются, в отличие от атомов тепла, острыми и, проникая в жидкость, скрепляют её, превращая в твёрдое тело. Ага, холодород - это другое вещество :-)

Ну конечно потом выяснили молекулярнокинетическую природу теплоты. Опровергли.

Тем не менее оказалось, что в физике конденсированного состояния очень удобно использовать для расчётов квазичастицы (Тамм и Френкель). Более того, их уже не только для расчётов юзают, но меряют их свойства экспериментально. Можно даже "наблюдать" движение большой группы фононов (колыбель Ньютона) ->

И я подумал: раз фонон имеет импульс и энергию, значит имеет "массу". В принципе да:
"Массой квазичастицы называется (d²e/dp²)^-1, где e - энергия, а p - квазиимпульс".
Но стало интересно, какие-нибудь релятивистские эффекты имеют ли место ? Поискал, в первом приближении: "имеет нулевую массу покоя", и дальше действительно могут быть эффекты, но несущественные.
И наткнулся на необычное

Физики приписали фононам отрицательную массу
Обычно физики считают, что звуковые волны не переносят массу. Разумеется, волны переносят импульс и энергию, которые, согласно Общей теории относительности, эквивалентны небольшому количеству массы, однако сверх этого эффекта ничего быть не должно. По крайней мере, так утверждают линейные модели звуковых волн, которые хорошо согласуются с экспериментом.

Однако в прошлом году физики-теоретики Альберто Николис (Alberto Nicolis) и Риккардо Пенко (Riccardo Penco) неожиданно обнаружили, что это не так. Используя эффективную теорию для точечной частицы, ученые показали, что в сверхтекучем гелии при нулевой температуре фононы — кванты звуковых колебаний — эффективно взаимодействуют с гравитационным полем, причем сила этого взаимодействия зависит только от энергии квазичастиц и уравнения состояния жидкости. Более того, эффективная масса фононов оказалась отрицательной — проще говоря, звуковые волны отклоняются в сторону более слабого гравитационного поля...
физики утверждают, что предсказанный эффект уже сейчас можно измерить на практике. Во-первых, для этого можно использовать бозе-конденсат ультрахолодных атомов цезия: по оценкам ученых, для конденсата радиусом 50 микрометров, масса, переносимая фононами, составляет примерно 10−3÷10−4 от полной массы конденсата. Такие массы исследователи сейчас уже умеют измерять.

Во как !
То есть в физике кристаллов всякое может быть, там даже электроны могут двигаться будто имеют отрицательную массу (вроде в висмуте, "не помню точно я"). Но вот чтобы фононы и в жидкости ...

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив