Группа физиков Колумбийского университета (США) предположила, что квазичастицы фононы (кванты звуковых волн) имеют отрицательную массу. В присутствии внешнего гравитационного поля они должны двигаться снизу вверх. Ранее считалось, что фононы не имеют никакой массы. Об этом сообщается в препринте, опубликованном в репозитории arXiv.org.
Фонон представляет собой коллективное возбуждение атомов кристаллов или плотных жидкостей. Его можно математически описать как частицу, на которую распространяются квантово-механические свойства.
Традиционно считалось, что на звуковые волны гравитационные силы не оказывают никакого влияния. Однако экспериментально было показано, что в присутствии гравитационного поля Земли фононы в сверхтекучих жидкостях не распространяются вдоль прямых горизонтальных линий, а изгибаются вверх.
Хотя результаты эксперимента можно объяснить, не прибегая к понятию отрицательной массы, в новой работе физики предполагают, что фононы формируют собственное крошечное гравитационное поле. Оно перемещается вместе с квазичастицами, и последние, таким образом, приобретают отрицательную массу. Это явление зависит от плотности среды, давления внутри нее и скорости распространения звуковых волн, поэтому возникает не только в сверхтекучих жидкостях, но и в обычных условиях.