新科學(xué)家報(bào)道，艾薩克牛頓(Isaac Newton)被騙了！激光脈沖已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在光學(xué)纖維線圈附近自我加速，這似乎打破了物理學(xué)定律，也即每一個(gè)作用力具有相同的反作用力。這項(xiàng)研究利用了一項(xiàng)小技巧使得光看起來似乎是有質(zhì)量的，雖然這略有欺騙之嫌，但有朝一日或者能導(dǎo)致更快的電子元件和更可靠的通訊。

 

　　根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律，當(dāng)一個(gè)小球撞擊另一個(gè)小球，這兩個(gè)小球應(yīng)該相互撞開。但如果其中一個(gè)小球具有負(fù)質(zhì)量，那么這兩個(gè)小球相撞后應(yīng)該會(huì)朝相同方向加速。這種效應(yīng)或可用于直徑驅(qū)動(dòng)，一種推測(cè)性的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，里面的正負(fù)質(zhì)量相互作用導(dǎo)致能夠?qū)崿F(xiàn)永恒加速。美國(guó)宇航局自20世紀(jì)90年代就開始探索這一效應(yīng)，試圖為更好的太空飛船推進(jìn)制造直徑驅(qū)動(dòng)。但其中存在一個(gè)問題：量子力學(xué)描述了物體不可能有負(fù)質(zhì)量。即使是有帶負(fù)電的粒子組成的反物質(zhì)也具有正質(zhì)量。

 

　　“在量子理論力學(xué)領(lǐng)域描述負(fù)質(zhì)量并沒有太大的差別，”澳大利亞悉尼大學(xué)的阿爾奇爾·科巴希澤（Archil Kobakhidze）這樣說道。因?yàn)檫@一方程式涉及的術(shù)語(yǔ)都是質(zhì)量的平方，因此任何負(fù)的質(zhì)量都會(huì)最終變成正質(zhì)量。“這并沒有任何實(shí)際的意義。”

 

　　質(zhì)量效應(yīng)

 

　　現(xiàn)在，德國(guó)埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)的尤爾夫·佩舍爾（Ulf Peschel）和他的同事利用“有效質(zhì)量”制造了一種直徑驅(qū)動(dòng)。由于光子以光速傳播，因此它沒有任何靜止質(zhì)量。但如果你朝某種分層物質(zhì)，例如水晶，發(fā)射光脈沖，那么有些光子會(huì)被其中一層物質(zhì)反射回來然后又被另一層反射向前。這延遲了部分脈沖，從而導(dǎo)致它干涉了剩余的脈沖，從而導(dǎo)致傳播物質(zhì)的速度變得更慢。

 

　　“這有點(diǎn)類似頻閃觀測(cè)器，”澳大利亞堪培拉澳大利亞國(guó)立大學(xué)的德拉戈米爾·內(nèi)舍夫（Dragomir Neshev）這樣說道。他并沒有參與這項(xiàng)研究。如果你觀察閃光燈下的車輪輪輻轉(zhuǎn)動(dòng)，它會(huì)顯示不同的移動(dòng)速率，有時(shí)候甚至是倒退的。

 

　　當(dāng)物質(zhì)減慢了與能量成比例的脈沖的速度，那么它將表現(xiàn)出似乎具有質(zhì)量——這被稱為有效質(zhì)量。取決于光波的形狀和水晶的結(jié)構(gòu)，光脈沖可能會(huì)有負(fù)的有效質(zhì)量。但這種脈沖與具有正有效質(zhì)量的脈沖發(fā)生相互作用時(shí)需要一塊水晶，但后者如此長(zhǎng)以至于能夠在兩束脈沖顯示直徑驅(qū)動(dòng)效應(yīng)之前吸收光。

　　為了克服這個(gè)問題，佩舍爾在兩個(gè)光導(dǎo)纖維電纜線圈里創(chuàng)造了一系列激光脈沖。這種脈沖會(huì)在兩個(gè)線圈之間某個(gè)接觸點(diǎn)分離，每個(gè)線圈里的光繼續(xù)朝同一方向移動(dòng)。其中的關(guān)鍵在于一個(gè)線圈比另一個(gè)略長(zhǎng)，因此進(jìn)入較長(zhǎng)線圈的光會(huì)相對(duì)延遲。當(dāng)脈沖返回并在接觸點(diǎn)分離，它會(huì)與另一個(gè)線圈里的脈沖分享其中某些光子。在經(jīng)過幾輪這樣的運(yùn)行后，脈沖會(huì)發(fā)展一種干涉樣式從而產(chǎn)生有效質(zhì)量。

 

　　聰明的線圈

 

　　研究小組創(chuàng)造了帶有正有效質(zhì)量和負(fù)有效質(zhì)量的脈沖。當(dāng)相反脈沖在線圈里相互作用時(shí)，它們會(huì)朝同一個(gè)方向加速，在每輪運(yùn)行時(shí)更早的經(jīng)過探測(cè)器。“利用這些線圈你可以讓它們永遠(yuǎn)循環(huán)下去——這相當(dāng)于有一塊巨大的長(zhǎng)水晶。” 內(nèi)舍夫說道。他的研究小組正努力創(chuàng)造一種直徑驅(qū)動(dòng)。“這是趣味物理學(xué)以及非常聰明的設(shè)備。”

 

　　半導(dǎo)體里的電子元件也有有效質(zhì)量，因此這些線圈可以用于加速電子元件并提升電腦的處理性能，佩舍爾說道。在某些光纖里，光脈沖的速度相當(dāng)于它的波長(zhǎng)，這意味著線圈可以用于控制光纖的顏色輸出。內(nèi)舍夫表示這種方法可以增加光通信的帶寬甚至創(chuàng)造明亮的顯示，例如激光屏幕，但他也警告稱將這種線圈用于實(shí)際用途可能并不簡(jiǎn)單。