Physiker haben das laut eigenen Angaben erste Gerät entwickelt, das fähig ist, Partikel zu generieren, die sich verhalten, als hätten sie negative Masse.

Was ist negative Masse?

Um das kurz zu erklären: Es geht hier um die Physik von bewegten Gegenständen. Negative Masse (nicht zu verwechseln mit Antimaterie) ist eine Masse, die den Gravitationseffekt von Atomen umkehrt und damit die Regeln der klassischen Physik außer Kraft setzt. Sie zu erzeugen, ist Forschern bereits im April 2017 mit Rubidium-Atomen und Lasern gelungen.

Sie bewegten sich bei Berührung nicht in die Richtung, in die sie geschubst wurden, sondern in die genau entgegengesetzte, sie beschleunigte rückwärts. Damit war für die Wissenschaftler klar, dass es sich nicht um positive Masse, sondern negative handeln musste. Mit der neuen Methode habe man erstmals Kontrolle über die negative Masse, sagten sie zu ihrem Erfolg.

Quasiteilchen und „Magic Dust“

Wissenschaftskollegen von der University of Rochester im US-Bundesstaat New York haben diese Methode weiterentwickelt: Mit ihrem Gerät sind sie möglicherweise in der Lage, Laser zu entwickeln, die viel weniger Energie benötigen als bisher. Verantwortlich dafür ist ein sogenannter Quasi-Partikel beziehungsweise Quasiteilchen namens Polariton, der sich genauso verhält, als hätte er diese negative Masse inne. Mit ihrem Gerät könnten sie viele dieser Polaritons bei einfacher Raumtemperatur, also ohne nötige Kühlung, erschaffen.

Hierfür wiederum haben sie Photonen mit einem Exiton verbunden, ebenfalls ein Quasiteilchen. Es definiert die Energie-Impuls-Beziehung, die viele Teilchen in einem geschlossenen System aufweisen. Das, was bei der Verbindung mit Photonen herauskommt, nennt die Wissenschaft auch „Magic Dust“, also magischer Staub.

„Bewusstseinsveränderndes“ Ergebnis

Das Gerät, schreiben die US-Forscher in Nature Physics, besteht aus zwei Spiegeln, die einen optischen Mikro-Hohlraum entstehen lassen. Dieser Hohlraum teilt die verschiedenen Farben des Lichtspektrums auf und grenzt sie ein, je nachdem, wie die Spiegel angeordnet sind. Das Licht interagiert mit einem atomaren, dünnen Halbleiter und erzeugt die Partikel mit negativer Masse.

Einer der Wissenschaftler bezeichnet das Ergebnis als „bewusstseinsverändernd“: „Wenn man versucht, die Partikel heranzuziehen oder nach vorne zu stoßen, bewegen sie sich genau in die entgegengesetzte Richtung als die, die man intuitiv vermutet hätte.“

Forscher vermuten, dass negative Masse auch natürlich vorkommen kann, allerdings nur unter extremen Bedingungen wie Bedingungen wie in Neutronensternen, die das Endstadium eines massereichen Sterns darstellen, in Schwarzen Löchern und möglicherweise in der Dunklen Energie, die die beobachtete beschleunigte Expansion des Universums erklären soll. Außerdem könne der besagte „Magic Dust“ aus Licht und Masse eine Basis für radikal neue Supercomputer bilden, wie Science Alert berichtet.