负质量?研究人员发现奇怪的“负”引力

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  声音质量是负的,在你周围慢慢上升,虽然很慢。这是一该论文的结论打破了研究人员长期存在的声波传播:没有质量波动穿过物质,给分子一个推力,但最终平衡任何向前或向上运动,具有相等或相反的向下运动。这是一个简单的模型,可以解释大多数情况下的声音行为,但这并不完全正确。哥伦比亚大学物理系的研究生Rafael Krichevsky说:声子是一个振动单位,它描述了一个非常小的声音状粒子 - 具有非常轻微的负质量,这意味着声波传播的速度向上很慢。

Brocade-Science Popularization:与哥伦比亚大学物理系研究生Angelo Esposito和哥伦比亚大学物理学副教授Alberto Nicolis共同出版。该论文的Krichevsky说:声子不是那种粒子大多数人通常会想象,如原子或分子。当声音在空气中传播时,它会振动周围的分子,但这种振动很难通过分子本身的运动来描述。相反,正如光波可以被描述为光子或光粒子一样,声子是描述流体分子产生声波的复杂相互作用的一种方式,并且没有物理粒子出现,但研究人员可以使用粒子数学来描述它。

科学家们一直认为声波质量不高。这种环绕超音速喷气机的声像看起来像这样。但是新的研究表明情况并非如此。图片:Shutterstock

研究人员发现,这些新兴声子的质量很小,这意味着当重力拉动它们时,它们会向相反方向移动。在引力场中,声子将在相反的方向上缓慢加速,就像砖块一样。要了解这是如何工作的,想象一下沿正常流体作用的重力。流体颗粒压缩下面的颗粒,因此下面的密度会稍微大一些。物理学家已经知道声音在密度较大的媒体中传播的速度比在密度较大的媒体中传播速度快,因此声子上方的声音速度比密度较大的声子下的声速要慢。使声子向上“偏转”。

这个过程也发生在大规模的声波中,声波包括从嘴里发出的所有声音 - 虽然只是非常轻微。在足够长的距离内,你会说“你好”的声音会弯曲到天空。在一篇未经同行评审的新论文中,研究人员写道,影响太小,无法用现有技术来衡量。但是在将来,使用超精密时钟检测声子路径的微小曲率并非不可能。 (《新科学家》杂志(NewScientist)在他关于重金属音乐的原始报告中提出,重金属音乐将是这类实验的有趣候选者。)

研究人员写道,这一发现确实会产生一些后果。在密集的中子星核中,声波以接近光速的速度移动,反重力声波应该对整个恒星的行为产生实际影响。然而,就目前而言,这完全是理论上的 - 当我们周围的声音在上升时,值得深思。

虽然声音很慢,但声音质量却是负的并且在你周围慢慢上升。这是一篇论文的结论,打破了研究人员长期存在的声波传统:没有质量波动穿过物质,给分子一个推力,但最终平衡任何向前或向上运动的相同或相反的向下运动。这是一个简单的模型,可以解释大多数情况下的声音行为,但这并不完全正确。哥伦比亚大学物理系的研究生Rafael Krichevsky说:声子是一个振动单位,它描述了一个非常小的声音状粒子 - 具有非常轻微的负质量,这意味着声波传播的速度向上很慢。

Brocade-Science Popularization:与哥伦比亚大学物理系研究生Angelo Esposito和哥伦比亚大学物理学副教授Alberto Nicolis共同出版。该论文的Krichevsky说:声子不是那种粒子大多数人通常会想象,如原子或分子。当声音在空气中传播时,它会振动周围的分子,但这种振动很难通过分子本身的运动来描述。相反,正如光波可以被描述为光子或光粒子一样,声子是描述流体分子产生声波的复杂相互作用的一种方式,并且没有物理粒子出现,但研究人员可以使用粒子数学来描述它。

科学家们一直认为声波质量不高。这种环绕超音速喷气机的声像看起来像这样。但是新的研究表明情况并非如此。图片:Shutterstock

研究人员发现,这些新兴声子的质量很小,这意味着当重力拉动它们时,它们会向相反方向移动。在引力场中,声子将在相反的方向上缓慢加速,就像砖块一样。要了解这是如何工作的,想象一下沿正常流体作用的重力。流体颗粒压缩下面的颗粒,因此下面的密度会稍微大一些。物理学家已经知道声音在密度较大的媒体中传播的速度比在密度较大的媒体中传播速度快,因此声子上方的声音速度比密度较大的声子下的声速要慢。使声子向上“偏转”。

这个过程也发生在大规模的声波中,声波包括从嘴里发出的所有声音 - 虽然只是非常轻微。在足够长的距离内,你会说“你好”的声音会弯曲到天空。在一篇未经同行评审的新论文中,研究人员写道,影响太小,无法用现有技术来衡量。但是在将来,使用超精密时钟检测声子路径的微小曲率并非不可能。 (《新科学家》杂志(NewScientist)在他关于重金属音乐的原始报告中提出,重金属音乐将是这类实验的有趣候选者。)

研究人员写道,这一发现确实会产生一些后果。在密集的中子星核中,声波以接近光速的速度移动,反重力声波应该对整个恒星的行为产生实际影响。然而,就目前而言,这完全是理论上的 - 当我们周围的声音在上升时,值得深思。