Exotická hmota - Exotic matter - Wikipedia

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: "Exotická hmota"  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Říjen 2016) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Existuje několik navrhovaných typů exotická hmota:

• Hypotetický částice a stavy hmoty, které mají „exotiku“ fyzikální vlastnosti které by porušovaly známé zákony fyziky, jako je částice mající a záporná hmotnost.
• Hypotetické částice a stavy hmoty, s nimiž jsme se dosud nesetkali, ale jejichž vlastnosti by se nacházely ve sféře fyziky hlavního proudu, kdyby se zjistilo, že existují.
• Několik částic, jejichž existence byla experimentálně potvrzena, se předpokládá exotické hadrony a v rámci Standardní model.
• Stavy hmoty které se běžně nestretávají, jako např Bose – Einsteinovy ​​kondenzáty, fermionové kondenzáty, kvantová spinová kapalina, síťová kapalina, nadkritická tekutina, kondenzát barevného skla, kvark – gluonová plazma, Rydberg záležitost, Rydbergův polaron a fotonická hmota ale jejichž vlastnosti jsou zcela v oblasti mainstreamové fyziky.
• Formy hmoty, které jsou špatně pochopeny, jako např temná hmota a zrcadlová hmota.
• Obyčejná věc umístěna pod vysoký tlak, což může vést k dramatickým změnám jeho fyzikálních nebo chemických vlastností.
• Degenerovat hmotu
• Exotické atomy

Negativní hmota

Tento článek může vyžadovat vyčištění setkat se s Wikipedií standardy kvality. Specifický problém je: vzorce potřebují vyčištění, jejich vysvětlení by mohlo být dále rozpracováno Prosím pomozte vylepšit tento článek jestli můžeš. (Červen 2019) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Záporná hmota by měla nějaké podivné vlastnosti, například zrychlení v opačném směru, než je aplikováno platnost. Přestože je záporná hmotnost v rozporu s očekávaným chováním „normální“ hmoty, je matematicky konzistentní a nezakládá žádné porušení zachování hybnosti nebo energie. Používá se v určitých spekulativních teoriích, například při konstrukci umělých červí díry a Pohon Alcubierre. Nejbližší známý skutečný zástupce takové exotické hmoty je oblast pseudopodtlak hustota produkovaná Kazimírův efekt.

Podle ekvivalence hmotnost-energie, Hmotnost ${ displaystyle m}$ je v poměru k energii ${ displaystyle E}$ a koeficient proporcionality je ${ displaystyle c ^ {2}}$. Vlastně, ${ displaystyle m}$ je stále ekvivalentní k ${ displaystyle E}$ i když koeficient je další konstanta^[1] jako ${ displaystyle -c ^ {2}}$.^[2] V tomto případě není nutné zavádět a negativní energie protože hmotnost může být záporná, i když energie je pozitivní. To znamená,

${ displaystyle E = -mc ^ {2}> 0}$

${ displaystyle m = - { frac {E} {c ^ {2}}} <0}$

Za daných okolností ，

${ displaystyle dE = Fds = { frac {dp} {dt}} ds = { frac {ds} {dt}} dp = vdp = vd (mv)}$

${ displaystyle -c ^ {2} dm = vd (mv)}$

${ displaystyle -c ^ {2} (2m) dm = 2mvd (mv)}$

${ displaystyle -c ^ {2} d (m ^ {2}) = d (m ^ {2} v ^ {2})}$

${ displaystyle -m ^ {2} c ^ {2} = m ^ {2} v ^ {2} + C}$

Když ${ displaystyle v = 0}$,

${ displaystyle C = -m_ {0} ^ {2} c ^ {2}}$

Tudíž,

${ displaystyle -m ^ {2} c ^ {2} = m ^ {2} v ^ {2} -m_ {0} ^ {2} c ^ {2}}$

${ displaystyle m = {m_ {0} nad { sqrt {1+ displaystyle {v ^ {2} nad c ^ {2}}}}}}$

kde ${ displaystyle m_ {0} <0}$ je invariantní hmota a invariantní energie rovná se ${ displaystyle E_ {0} = - m_ {0} c ^ {2}> 0}$. Čtvercová hmotnost je stále kladná a částice může být stabilní.

Od té doby ${ displaystyle m = {m_ {0} nad { sqrt {1+ displaystyle {v ^ {2} nad c ^ {2}}}}} <0}$,

${ displaystyle p = mv = {m_ {0} v nad { sqrt {1+ displaystyle {v ^ {2} nad c ^ {2}}}}} <0}$

The negativní hybnost se používá k vysvětlení negativní lom světla, inverzní Dopplerův jev a obrátit Čerenkovův efekt pozorováno u a záporný index metamateriál. The radiační tlak v metamateriál je také negativní^[3] protože síla je definována jako ${ displaystyle F = { frac {dp} {dt}}}$. Podtlak existuje v temná energie také. Pomocí těchto výše uvedených rovnic je vztah energie a hybnosti mělo by

${ displaystyle E ^ {2} = - p ^ {2} c ^ {2} + m_ {0} ^ {2} c ^ {4}}$

Nahrazení Planck-Einsteinův vztah ${ displaystyle E = hbar omega}$ a de Broglie je ${ displaystyle p = hbar k}$, získáme následující disperzní vztah

${ displaystyle omega ^ {2} = - k ^ {2} c ^ {2} + omega _ {p} ^ {2}}$, ${ displaystyle (E_ {0} = hbar omega _ {p} = - m_ {0} c ^ {2}> 0)}$

vlny sestává z proudu částic, jejichž vztah energie a hybnosti je ${ displaystyle E ^ {2} = - p ^ {2} c ^ {2} + m_ {0} ^ {2} c ^ {4}}$(dualita vln-částic ) může být vzrušený v a záporný index metamateriál. Rychlost takové částice se rovná

${ displaystyle v = c { sqrt {{ frac {E_ {0} ^ {2}} {E ^ {2}}} - 1}} = c { sqrt {{ frac { omega _ {p } ^ {2}} { omega ^ {2}}} - 1}}}$

a rozsah je od nuly do nekonečna

${ displaystyle { frac { omega _ {p} ^ {2}} { omega ^ {2}}} <2}$, ${ displaystyle v$

${ displaystyle { frac { omega _ {p} ^ {2}} { omega ^ {2}}}> 2}$, ${ displaystyle v> c}$

Navíc Kinetická energie je také negativní

${ displaystyle E_ {k} = E-E_ {0} = - mc ^ {2} - (- m_ {0} c ^ {2}) = - {m_ {0} c ^ {2} přes { sqrt {1+ displaystyle {v ^ {2} nad c ^ {2}}}}} + m_ {0} c ^ {2} = m_ {0} c ^ {2} (1- {1 nad { sqrt {1+ displaystyle {v ^ {2} nad c ^ {2}}}}}) <0}$, ${ displaystyle (m_ {0} <0)}$

Ve skutečnosti negativní kinetická energie v některých modelech existuje^[4] popsat temná energie (fantomová energie ) jehož tlak je záporný. Tímto způsobem záporná hmotnost exotické hmoty je nyní spojena s negativní hybnost, podtlak, záporná kinetická energie a FTL (rychlejší než světlo ).

Složitá hmota

Hypotetická částice se složitou klidovou hmotou by vždy cestovala rychleji než rychlost světla. Takové částice se nazývají tachyony. Neexistuje žádná potvrzená existence tachyonů.

${ displaystyle E = { frac {m cdot c ^ {2}} { sqrt {1 - { frac { left | mathbf {v} right | ^ {2}} {c ^ {2} }}}}}}$

Pokud zbytek hmoty ${ displaystyle m}$ je komplexní, to znamená, že jmenovatel je složitý, protože celková energie je pozorovatelný a tedy musí být nemovitý. Proto musí být množství pod druhou odmocninou záporné, což se může stát, pouze pokud proti je větší než C. Jak poznamenal Gregory Benford a kol., speciální relativita znamená, že pokud by tachyony existovaly, mohly by být použity ke zpětné komunikaci v čase^[5] (vidět tachyonický antitelefon ). Protože cestování v čase je považován za nefyzický, tachyony fyzici považují buď za neexistující, nebo za neschopné interakce s normální hmotou.

v kvantová teorie pole, komplexní hmota by vyvolala kondenzace tachyonu.

Materiály pod vysokým tlakem

Při vysokém tlaku mohou materiály jako chlorid sodný (NaCl) v přítomnosti přebytku buď chloru nebo sodíku byly transformovány na sloučeniny „zakázané“ klasickou chemií, jako je Na
₃Cl a NaCl
₃. Kvantově mechanické výpočty předpovídají možnost dalších sloučenin, jako je např NaCl
₇, Na
₃Cl
₂ a Na
₂Cl. Materiály jsou termodynamicky stabilní při vysokých tlacích. Takové sloučeniny mohou existovat v přirozeném prostředí, které existuje pod vysokým tlakem, jako je hluboký oceán nebo uvnitř planetární jádra. Materiály mají potenciálně užitečné vlastnosti. Například, Na
₃Cl je dvourozměrný kov vyrobený z vrstev čistého sodíku a soli, které mohou vést elektřinu. Solné vrstvy fungují jako izolátory, zatímco sodné vrstvy působí jako vodiče.^[6][7]

Viz také

• Antihmota - Materiál složený z antičástic odpovídajících částic běžné hmoty
• Temná energie - neznámá vlastnost v kosmologii, která způsobuje zrychlení rozpínání vesmíru.
• Temná hmota - Hypotetická forma hmoty zahrnující většinu hmoty ve vesmíru
• Gravitační interakce antihmoty - Teorie gravitace na antihmotě
• Zrcadlová hmota - Hypotetický protějšek běžné hmoty
• Negativní energie
• Negativní hmota - Koncept ve fyzických modelech
• Zvláštní věc - Degenerovaná hmota vyrobená z podivných kvarků
• Otázka QCD - Teorizované fáze hmoty, jejichž stupně volnosti zahrnují kvarky a gluony

Reference

externí odkazy

• Exotická hmota a negativní energie na Youtube
• Riddle of AntiMatter na Youtube