Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( октябрь 2016 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Предлагается несколько видов экзотической материи :
- Гипотетические частицы и состояния материи, которые обладают «экзотическими» физическими свойствами , которые нарушают известные законы физики , например, частица с отрицательной массой .
- Гипотетические частицы и состояния материи, которые еще не встречались, но свойства которых были бы в пределах области основной физики, если бы они были обнаружены.
- Несколько частиц, существование которых было экспериментально подтверждено, предположительно являются экзотическими адронами и находятся в пределах Стандартной модели .
- Состояния вещества , которые обычно не встречаются, такие как конденсаты Бозе-Эйнштейна , фермионные конденсаты , ядерная материя , квантовая спиновая жидкость , струнно-сеточная жидкость , сверхкритическая жидкость , конденсат цветного стекла , кварк-глюонная плазма , ридберговское вещество , ридберговский полярон , фотонная материя и кристалл времени, но свойства которых полностью находятся в сфере господствующей физики.
- Формы материи, которые плохо изучены, такие как темная материя и зеркальная материя .
- Обычное вещество, находящееся под высоким давлением , которое может резко изменить его физические или химические свойства.
- Вырожденная материя
- Экзотические атомы
Отрицательная масса [ править ]
Эта статья может потребовать очистки, чтобы соответствовать стандартам качества Википедии . Конкретная проблема заключается в следующем: формулы нуждаются в очистке, объяснения между ними могут быть уточнены. ( Июнь 2019 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
Отрицательная масса будет обладать некоторыми странными свойствами, такими как ускорение в направлении, противоположном приложенной силе . Несмотря на то, что отрицательная масса несовместима с ожидаемым поведением «нормальной» материи, она математически согласована и не нарушает закон сохранения количества движения или энергии . Он используется в некоторых умозрительных теориях, например, о строительстве искусственных червоточин и двигателе Алькубьерре . Ближайшим известным реальным представителем такой экзотической материи является область плотности псевдоотрицательного давления, создаваемая эффектом Казимира .
Согласно эквивалентности массы и энергии , масса пропорциональна энергии, а коэффициент пропорциональности равен . Фактически, по-прежнему эквивалентен, хотя коэффициент является другой константой [1], например . [2] В этом случае нет необходимости вводить отрицательную энергию, потому что масса может быть отрицательной, хотя энергия положительная. То есть,
В сложившейся ситуации,
Когда ,
Следовательно,
где - инвариантная масса, а инвариантная энергия равна . Квадрат массы по-прежнему положительный, и частица может быть стабильной.
Поскольку ,
Отрицательный импульс применяется для объяснения отрицательного преломления , обратного эффекта Доплера и обратного эффекта Черенкова наблюдается в отрицательный индекс метаматериале . Давление излучения в метаматериале также отрицательно [3] , потому что сила определяется как . Отрицательное давление существует и в темной энергии . Используя эти вышеупомянутые уравнения, соотношение энергии-импульса должно быть
Подставляя соотношение Планка-Эйнштейна и де Бройля «с , получаем следующее дисперсионное соотношение
- ,
волны состоят из потока частиц , чья энергия импульса соотношения является ( двойственности волны-частица ) может быть возбуждены в отрицательном индексе метаматериале . Скорость такой частицы равна
и диапазон от нуля до бесконечности
- ,
- ,
Кроме того, кинетическая энергия также отрицательна.
- ,
Фактически, отрицательная кинетическая энергия существует в некоторых моделях [4] для описания темной энергии ( фантомной энергии ), давление которой отрицательно. Таким образом, отрицательная масса экзотической материи теперь связана с отрицательным импульсом , отрицательным давлением , отрицательной кинетической энергией и сверхсветовой скоростью .
Сложная масса [ править ]
Гипотетическая частица со сложной массой покоя всегда будет двигаться быстрее скорости света . Такие частицы называют тахионами . Подтвержденного существования тахионов нет.
Если масса покоя сложна, это означает, что знаменатель комплексный, потому что полная энергия наблюдаема и, следовательно, должна быть реальной . Следовательно, величина под квадратным корнем должна быть отрицательной, что может произойти, только если v больше c . Как отметил Грегори Бенфорд и др., Специальная теория относительности подразумевает, что тахионы, если они существовали, можно было бы использовать для обратной связи во времени [5] (см. Тахионный антителефон ). Поскольку путешествие во времени считается нефизическим, физики считают, что тахионы либо не существуют, либо не способны взаимодействовать с нормальной материей.
В квантовой теории поля сложная масса вызывает конденсацию тахионов .
Материалы под высоким давлением [ править ]
Под высоким давлением такие материалы, как хлорид натрия (NaCl), в присутствии избытка хлора или натрия превращались в соединения, «запрещенные» классической химией, такие как Na
3Cl и NaCl
3. Квантово-механические расчеты предсказывают возможность появления других соединений, таких как NaCl.
7, Na
3Cl
2и Na
2Cl . Материалы термодинамически стабильны при высоких давлениях. Такие соединения могут существовать в естественной среде, которая существует под высоким давлением, например, в глубинах океана или внутри ядер планет . Материалы обладают потенциально полезными свойствами. Например, Na
3Cl - это двумерный металл, состоящий из слоев чистого натрия и соли, которые могут проводить электричество. Солевые слои действуют как изоляторы, а натриевые слои действуют как проводники. [6] [7]
См. Также [ править ]
- Антивещество - Материал, состоящий из античастиц соответствующих частиц обычной материи.
- Темная энергия - неизвестное в космологии свойство, которое вызывает ускорение расширения Вселенной.
- Темная материя - гипотетическая форма материи, составляющая большую часть материи Вселенной.
- Гравитационное взаимодействие антивещества - Теория гравитации на антивеществе
- Зеркальная материя - гипотетический аналог обычной материи.
- Отрицательная энергия
- Отрицательная масса - понятие в физических моделях
- Материя КХД - теоретические фазы материи, чьи степени свободы включают кварки и глюоны.
- Странная материя - вырожденная материя из странных кварков.
Ссылки [ править ]
- ^ Ван, З.Ы .; Wang PY; Сюй Ю.Р. (2011). «Решающий эксперимент для разрешения спора между Абрахамом и Минковским». Оптик . 122 (22): 1994–1996. arXiv : 1103,3559 . Bibcode : 2011Optik.122.1994W . DOI : 10.1016 / j.ijleo.2010.12.018 . S2CID 119209160 .
- ^ Ван, ZY (2016). «Современная теория электромагнитных метаматериалов». Плазмоника . 11 (2): 503–508. DOI : 10.1007 / s11468-015-0071-7 . S2CID 122346519 .
- ↑ Веселаго, В.Г. (1968). «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости». Успехи советской физики . 10 (4): 509–514. Bibcode : 1968SvPhU..10..509V . DOI : 10.1070 / PU1968v010n04ABEH003699 .
- Перейти ↑ Caldwell, RR (2002). «Призрачная угроза? Космологические последствия компонента темной энергии со сверхотрицательным уравнением состояния». Физика Письма Б . 545 (1-2): 23-29. arXiv : astro-ph / 9908168 . Bibcode : 2002PhLB..545 ... 23С . DOI : 10.1016 / S0370-2693 (02) 02589-3 . S2CID 9820570 .
- ^ Г. А. Бенфорд; Книга DL; У. А. Ньюкомб (1970). "Тахионный Антителефон". Physical Review D . 2 (2): 263. Полномочный код : 1970PhRvD ... 2..263B . DOI : 10.1103 / PhysRevD.2.263 .
- ^ «Ученые превращают поваренную соль в запрещенные соединения, нарушающие правила учебника» . Gizmag.com . Проверено 21 января 2014 года .
- ^ Чжан, Вт .; Оганов, А.Р .; Гончаров А.Ф .; Zhu, Q .; Boulfelfel, SE; Ляхов, АО; Ставру, Э .; Сомаязулу, М .; Пракапенко, В.Б .; Конопкова, З. (2013). «Неожиданные стабильные стехиометрии хлоридов натрия». Наука . 342 (6165): 1502–1505. arXiv : 1310,7674 . Bibcode : 2013Sci ... 342.1502Z . DOI : 10.1126 / science.1244989 . PMID 24357316 . S2CID 15298372 .
Внешние ссылки [ править ]
Викискладе есть медиафайлы по теме экзотики . |
- Экзотическая материя и негативная энергия на YouTube
- Загадка антиматерии на YouTube