به گزارش گروه دانشگاه ایسکانیوز؛ به نقل از مرکز روابط عمومی و اطلاع‌رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، در تجربه روزمره اگر چیزی را فشار دهیم از ما دور می‌شود، اما اشیا با جرم منفی این اصل اساسی را کنار می‌گذارند و در عوض به سمت شما سرعت می‌گیرند، این موضوع به نظر علمی، تخیلی است، اما این ایده به لحاظ نظری امکان‌پذیر است و اثرات آن در آزمایش‌های اخیر مشاهده‌شده است.در حال حاضر دانشمندان دانشگاه "روچستر" یک دستگاه ساخته‌اند که می‌توانند ذراتی را ایجاد کنند که جرم منفی را نشان می‌دهند.
قانون دوم حرکت نیوتن می‌گوید که نیروی بر روی یک جسم برابر است با جرم درونی آن ضرب‌در شتاب آن (F = ma) معمولاً تمام این مقادیر مثبت هستند، چراکه اعمال نیروی مثبت در یک جسم با جرم مثبت باعث شتاب مثبت می‌شود و جسم را به سمت جلو هدایت می‌کند. اما اگر یک جسم دارای جرم منفی باشد، نیرو نیز منفی می‌شود، به این معنی که جسم در جهت مخالف حرکت می‌کند. بنابراین اگر شما سعی کنید آن را هل دهید، شی خود را به دست شما فشار می‌دهد.
جرم منفی عمدتاً تنها در تحلیل‌های نظری نشان داده‌شده است، اگرچه یک آزمایش سال گذشته اتم‌های روبیدیوم را با لیزرها دست‌کاری کرد تا یک مایع ایجاد کند که طوری عمل کند که جرم منفی داشته باشد.
اکسیتون چیست
اکسیتون یک حالت مقید الکترون حفره است که این دو با نیروی الکترواستاتیک کولنی جذب می‌شوند. اکسیتون یک‌شبه ذره خنثی است که در عایق‌ها، نیم‌رساناها و برخی مایعات وجود دارد. اکسیتون یک برانگیختگی ماده چگال است و می‌تواند بدون اینکه بار خالص داشته باشد، انرژی حمل کند. هنگامی‌که یک فوتون توسط نیم‌رسانا جذب می‌شود یک اکسیتون تولید می‌شود.
الکترون از باند والانس(نوار ظرفیت) به باند هدایت(نوار رسانش) برانگیخته می‌شود و یک حفره ایجاد می‌کند. این الکترون در باند هدایت به‌طور مؤثر جذب حفره می‌شود.
این جفت الکترون حفره مقید یا همان اکسیتون دارای انرژی کمتری از جفت الکترون‌های غیر مقید است.
تابع موج حالت مقید تابع هیدروژنی گفته می‌شود، چون همان‌گونه که الکترون به پروتون مقید می‌شود و اتم هیدروژن خنثی را تشکیل می‌دهد، الکترون و حفره نیز می‌توانند توسط برهمکنش کولنی جذب شوند.
نیم‌رسانا یا نیمه‌هادی
نیم‌رسانا یا نیمه‌هادی، عنصر یا ماده‌ای است که در حالت عادی عایق باشد ولی با افزودن مقداری ناخالصی قابلیت هدایت الکتریکی پیدا کند. منظور از ناخالصی، عنصر یا عناصر دیگری است غیر از عنصر اصلی یا پایه، مثلاً اگر عنصر پایه سیلیسیوم باشد ناخالصی می‌تواند آلومینیوم یا فسفر باشد.
نیم‌رساناها در نوار ظرفیت خود چهار الکترون دارند. میزان مقاومت الکتریکی نیم‌رساناها بین رساناها و نارساناها است. از نیمه‌رساناها برای ساخت قطعاتی مانند دیود، ترانزیستور، تریستور، آی‌سی و غیره استفاده می‌شود.
ظهور نیم‌رساناها در علم الکترونیک انقلاب عظیمی را در این علم ایجاد کرده که اختراع رایانه یکی از دستاوردهای این انقلاب است.
و اما دستگاه بر اساس یک لیزر با یک هسته اصلی ساخته‌شده است. به‌طورمعمول، نور بین یک جفت آینه رو به روی‌هم حرکت می‌کند و فضایی که نور در آن محصورشده است، حفره نوری یا میکرو حفره نامیده می‌شود.
محققان در حفره نوری این دستگاه یک‌نیمه هادی نازک اتمی ساخته‌شده از "مولیبدنوم دیسلنائید" تعبیه کردند که در آن می‌تواند با نور محصورشده ارتباط برقرار کند.
اکسیتون‌ها برای ایجاد ذرات جدید به نام پلاریتون‌ها که دارای جرم منفی هستند در نیمه‌هادی با فوتون‌ها در نور محدودشده لیزر ترکیب می‌شوند.
محققان همچنان در تلاش هستند تا فیزیک ذرات جرم منفی را در دستگاه کشف کنند و اگرچه هنوز تا کاربرد عملی راهی طولانی باقیمانده است، اما یکی از اولین پیشرفت‌ها می‌تواند لیزرهای کارآمدتر باشد.
202
