Физики продемонстрировали явление отрицательной массы

Масса электрона равна 9,1 х 10−31 кг. Однако внутри кристалла электрон может вести себя как квазичастица с массой, существенно отличной от «номинальной» массы покоя: она даже может принимать отрицательное значение (иллюстрация Rajeev Ram/MIT).

Специалисты из института Макса Борна (Max-Born-Institut Berlin) на опыте показали, что в определённых условиях электроны начинают вести себя так, словно у них отрицательная инертная масса.

В соответствии с физикой Ньютона ускорение тела по направлению совпадает с приложенной к нему силой и обратно пропорционально массе. Однако в микромире этот закон может нарушаться. Как гласит пресс-релиз научной группы, движение электронов в кристаллах следует ему, только пока мало электрическое поле, при превышении же некоего его порога масса электронов может принимать отрицательное значение.

Немецкие учёные исследовали движение электронов в полупроводнике арсениде галлия при комнатной температуре. Они прикладывали к образцу импульс электрического поля длительностью 300 фемтосекунд и напряжённостью 30 миллионов вольт на метр.

Измеряя отклик электронов с высокой точностью, физики обнаружили, что первые 100 фемтосекунд частицы, как и положено, ускорялись в «правильном» направлении, причём успевали набрать скорость 1111 километров в секунду. Но затем они резко тормозились за аналогичный период времени и даже начинали двигаться в обратном направлении, что можно интерпретировать только как отрицательное значение инерционной массы у электронов в данный момент.

Один из авторов опыта Вильгельм Кюн (Wilhelm Kühn) настраивает экспериментальную установку (фото Uwe Bellhäuser).

Авторы эксперимента утверждают: полученные результаты согласуются с теоретическими расчётами, которые выполнил швейцарский физик, нобелевский лауреат Феликс Блох (Felix Bloch) более 80 лет назад. Учёные объясняют эффект как проявление частичной осцилляции Блоха и возникновение в кристалле нового режима переноса зарядов – когерентного их транспорта на ультракоротких временных отрезках.

Исследователи считают, что данное явление можно будет использовать в электронике следующего поколения, работающей с терагерцевыми тактовыми частотами. Подробности опыта раскрывает статья Physical Review Letters. Узнайте также об экспериментах с отрицательной скоростью света.



Построен генератор действительно случайных чисел

19 апреля 2010

Физики создали высокотемпературные монополи

13 апреля 2010

Испытана самая чувствительная система для измерения сил

12 апреля 2010

Предложена разгадка тайны молний в пылевых бурях

12 апреля 2010

В Гарварде создали чёрную дыру для атомов

8 апреля 2010
  • Сергей Асташкин  16 июля, 15:56
    -- Ну причём здесь отричательная масса? это упорядоченное групповое движение электронов в поле кр.решётки. когда преды дущий электрон ушел -перескочив в новую потенциальнуюяму ( размер Ереш примерно равен Е осциляциипри 30млн.в./м) , а новый со скоорстью ~ 1000 км/сек входит в поле узла решётки и тормозится , если есть искажения решётки, то будет генерироваться искажёгнная волна, где некоторые волны будут «рахбиваться» о дефектную структуру(типично для AsGa) и образовывать откат (отрицательную скороость)....
    ОтветитьНравится