[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/11\/29\/negative-masse-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/11\/29\/negative-masse-wikipedia\/","headline":"Negative Masse – Wikipedia","name":"Negative Masse – Wikipedia","description":"before-content-x4 Konzept in physikalischen Modellen after-content-x4 In der theoretischen Physik negative Masse ist eine Art exotischer Materie, deren Masse der","datePublished":"2020-11-29","dateModified":"2020-11-29","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/0\/04\/Runaway_motion.svg\/200px-Runaway_motion.svg.png","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/0\/04\/Runaway_motion.svg\/200px-Runaway_motion.svg.png","height":"121","width":"200"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/11\/29\/negative-masse-wikipedia\/","wordCount":21733,"articleBody":"     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});before-content-x4Konzept in physikalischen Modellen       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4In der theoretischen Physik negative Masse ist eine Art exotischer Materie, deren Masse der Masse der normalen Materie entgegengesetzt ist, z. B. -1 kg.[1][2]  Eine solche Materie w\u00fcrde eine oder mehrere Energiebedingungen verletzen und einige seltsame Eigenschaften aufweisen, die sich aus der Unklarheit ergeben, ob sich Anziehung auf Kraft oder die entgegengesetzt ausgerichtete Beschleunigung f\u00fcr negative Masse beziehen sollte.  Es wird in bestimmten verwendet spekulativ hypothetische Technologien wie Zeitreisen in die Vergangenheit[3][4], Bau von durchquerbaren Wurml\u00f6chern, des Alcubierre-Antriebs und m\u00f6glicherweise anderer Arten von Warp-Antrieben.  Derzeit ist der n\u00e4chste bekannte reale Vertreter einer solchen exotischen Materie ein Bereich mit Unterdruckdichte, der durch den Casimir-Effekt erzeugt wird.Table of ContentsIm Allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie[edit]Tr\u00e4gheit versus Gravitationsmasse[edit]Ausrei\u00dferbewegung[edit]Bimetrische L\u00f6sung f\u00fcr das au\u00dfer Kontrolle geratene Bewegungsparadoxon[edit]Pfeil der Zeit- und Energieumkehr[edit]In der Quantenmechanik[edit]In der Theorie dynamischer Systeme[edit]Im Gau\u00dfschen Gravitationsgesetz[edit]Gravitationswechselwirkung von Antimaterie[edit]Experimentieren[edit]In der Quantenmechanik[edit]Schr\u00f6dinger-Gleichung[edit]In besonderer Relativit\u00e4tstheorie[edit]Siehe auch[edit]Verweise[edit]Externe Links[edit]Im Allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie[edit]Negative Masse ist jeder Raumbereich, in dem f\u00fcr einige Beobachter die Massendichte als negativ gemessen wird.  Dies k\u00f6nnte auf einen Raumbereich zur\u00fcckzuf\u00fchren sein, in dem die Spannungskomponente des Einstein-Spannungs-Energie-Tensors gr\u00f6\u00dfer ist als die Massendichte.  All dies sind Verst\u00f6\u00dfe gegen die eine oder andere Variante des positiven Energiezustands von Einsteins allgemeiner Relativit\u00e4tstheorie;  Die positive Energiebedingung ist jedoch keine erforderliche Bedingung f\u00fcr die mathematische Konsistenz der Theorie.       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Tr\u00e4gheit versus Gravitationsmasse[edit]Bei der Betrachtung der negativen Masse ist es wichtig zu ber\u00fccksichtigen, welche dieser Massenkonzepte negativ sind.  Seit Newton seine Gravitationstheorie formuliert hat, gibt es mindestens drei konzeptionell unterschiedliche Gr\u00f6\u00dfen, die als Masse bezeichnet werden:Tr\u00e4gheitsmasse – die Masse m das erscheint in Newtons zweitem Bewegungsgesetz, F. = m\u2009ein“aktiv” Gravitationsmasse – die Masse, die ein Gravitationsfeld erzeugt, auf das andere Massen reagieren“passiv” Gravitationsmasse – die Masse, die auf ein externes Gravitationsfeld durch Beschleunigung reagiert.Das Gesetz der Impulserhaltung verlangt, dass die aktive und die passive Gravitationsmasse identisch sind.  Einsteins \u00c4quivalenzprinzip postuliert, dass die Tr\u00e4gheitsmasse gleich der passiven Gravitationsmasse sein muss, und alle bisherigen experimentellen Beweise haben ergeben, dass diese tats\u00e4chlich immer gleich sind.Bei den meisten Analysen der negativen Masse wird davon ausgegangen, dass das \u00c4quivalenzprinzip und die Impulserhaltung weiterhin gelten und daher alle drei Massenformen immer noch gleich sind, was zur Untersuchung von f\u00fchrt “negative Masse”.  Das \u00c4quivalenzprinzip ist jedoch lediglich eine beobachtende Tatsache und nicht unbedingt g\u00fcltig.  Wenn eine solche Unterscheidung getroffen wird, a “negative Masse” Es gibt drei Arten: ob die Tr\u00e4gheitsmasse negativ ist, die Gravitationsmasse oder beides.Joaquin Mazdak Luttinger hat in seinem Aufsatz mit dem 4. Preis f\u00fcr den Wettbewerb der Gravity Research Foundation von 1951 die M\u00f6glichkeit einer negativen Masse und ihr Verhalten unter Gravitations- und anderen Kr\u00e4ften untersucht.[5]       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Nach Luttingers Idee schlug Hermann Bondi 1957 in einem Artikel in Rezensionen der modernen Physik Diese Masse kann sowohl negativ als auch positiv sein.[6]  Er wies darauf hin, dass dies keinen logischen Widerspruch mit sich bringt, solange alle drei Massenformen negativ sind, sondern dass die Annahme einer negativen Masse eine kontraintuitive Form der Bewegung beinhaltet.  Beispielsweise w\u00fcrde erwartet, dass ein Objekt mit negativer Tr\u00e4gheitsmasse in die entgegengesetzte Richtung zu der beschleunigt, in die es gedr\u00fcckt wurde (nicht gravitativ).Es gab mehrere andere Analysen der negativen Masse, wie die von RM Price durchgef\u00fchrten Studien,[7]  Keiner befasste sich jedoch mit der Frage, welche Art von Energie und Impuls notwendig w\u00e4re, um eine nicht singul\u00e4re negative Masse zu beschreiben.  In der Tat hat die Schwarzschild-L\u00f6sung f\u00fcr den negativen Massenparameter eine nackte Singularit\u00e4t an einer festen r\u00e4umlichen Position.  Die Frage, die sich sofort stellt, ist, ob es nicht m\u00f6glich w\u00e4re, die Singularit\u00e4t mit einer Art negativer Massendichte auszugleichen.  Die Antwort lautet ja, aber nicht mit Energie und Impuls, die die vorherrschende Energiebedingung erf\u00fcllen.  Dies liegt daran, dass, wenn die Energie und der Impuls die dominante Energiebedingung innerhalb einer Raumzeit erf\u00fcllen, die asymptotisch flach ist, was der Fall w\u00e4re, wenn die Schwarzschild-L\u00f6sung der singul\u00e4ren negativen Masse gegl\u00e4ttet w\u00fcrde, sie den Satz der positiven Energie erf\u00fcllen muss, dh ihre ADM-Masse muss positiv sein, was nat\u00fcrlich nicht der Fall ist.[8][9]  Bellet\u00eate und Paranjape stellten jedoch fest, dass es, da der Satz der positiven Energie nicht f\u00fcr die asymptotische Raumzeit de Sitter gilt, tats\u00e4chlich m\u00f6glich w\u00e4re, die Singularit\u00e4t des entsprechenden mit einem Energie-Impuls zu gl\u00e4tten, der die dominante Energiebedingung erf\u00fcllt exakte L\u00f6sung der negativen Masse Schwarzschild-de-Sitter, die singul\u00e4re, exakte L\u00f6sung von Einsteins Gleichungen mit kosmologischer Konstante.[10]  In einem nachfolgenden Artikel haben Mbarek und Paranjape gezeigt, dass es tats\u00e4chlich m\u00f6glich ist, die erforderliche Verformung durch Einf\u00fchrung des Energie-Impulses einer perfekten Fl\u00fcssigkeit zu erzielen.[11]Ausrei\u00dferbewegung[edit]Obwohl bekannt ist, dass keine Teilchen eine negative Masse haben, haben Physiker (vor allem Hermann Bondi 1957,[6]William B. Bonnor in den Jahren 1964 und 1989,[12][13]  dann Robert L. Forward[14]) konnten einige der erwarteten Eigenschaften solcher Partikel beschreiben.  Unter der Annahme, dass alle drei Massenkonzepte nach dem \u00c4quivalenzprinzip \u00e4quivalent sind, k\u00f6nnen die Gravitationswechselwirkungen zwischen Massen mit beliebigem Vorzeichen auf der Grundlage der Newtonschen N\u00e4herung der Einstein-Feldgleichungen untersucht werden.  Die Interaktionsgesetze sind dann:  In gelb die “absurd” au\u00dfer Kontrolle geratene Bewegung von positiven und negativen Massen beschrieben von Bondi und Bonnor.Positive Masse zieht sowohl andere positive als auch negative Massen an.Negative Masse st\u00f6\u00dft sowohl andere negative als auch positive Massen ab.Bei zwei positiven Massen \u00e4ndert sich nichts und es gibt eine Anziehungskraft aufeinander, die eine Anziehung verursacht.  Zwei negative Massen w\u00fcrden sich aufgrund ihrer negativen Tr\u00e4gheitsmassen absto\u00dfen.  F\u00fcr verschiedene Vorzeichen gibt es jedoch einen Druck, der die positive Masse von der negativen Masse abst\u00f6\u00dft, und einen Zug, der gleichzeitig die negative Masse in Richtung der positiven Masse anzieht.Daher wies Bondi darauf hin, dass zwei Objekte gleicher und entgegengesetzter Masse eine konstante Beschleunigung des Systems in Richtung des Objekts mit positiver Masse erzeugen w\u00fcrden.[6]  ein Effekt namens “au\u00dfer Kontrolle geratene Bewegung” von Bonnor, der seine physische Existenz missachtete und erkl\u00e4rte:Ich betrachte die au\u00dfer Kontrolle geratene (oder selbstbeschleunigende) Bewegung [\u2026] so absurd, dass ich es vorziehen w\u00fcrde, es auszuschlie\u00dfen, indem ich annehme, dass die Tr\u00e4gheitsmasse alle positiv oder alle negativ ist.– –William B. Bonnor, in Negative Masse in der allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie.[13]Solch ein paar Objekte w\u00fcrden unbegrenzt beschleunigen (au\u00dfer einem relativistischen);  Die Gesamtmasse, der Impuls und die Energie des Systems w\u00fcrden jedoch Null bleiben.  Dieses Verhalten steht in v\u00f6lligem Widerspruch zu einem vern\u00fcnftigen Ansatz und dem erwarteten Verhalten von “normal” Angelegenheit.  Thomas Gold deutete sogar an, dass die au\u00dfer Kontrolle geratene lineare Bewegung in einer Perpetual-Motion-Maschine verwendet werden k\u00f6nnte, wenn sie als Kreisbewegung umgewandelt w\u00fcrde:Was passiert, wenn man ein negatives und ein positives Massenpaar an der Felge eines Rades anbringt?  Dies ist nicht mit der allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie vereinbar, da das Ger\u00e4t massiver wird.– –Thomas Gold, in Negative Masse in der allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie.[15]Aber Forward hat gezeigt, dass das Ph\u00e4nomen mathematisch konsistent ist und keine Verletzung der Erhaltungsgesetze einf\u00fchrt.[14]  Wenn die Massen gleich gro\u00df sind, aber ein entgegengesetztes Vorzeichen haben, bleibt der Impuls des Systems Null, wenn beide zusammen fahren und zusammen beschleunigen, unabh\u00e4ngig von ihrer Geschwindigkeit:psys=mv+((– –m)v=((m+((– –m))v=0\u00d7v=0.{ displaystyle p _ { mathrm {sys}} = mv + (- m) v = { big (} m + (- m) { big)} v = 0  times v = 0.}Und gleichbedeutend mit der kinetischen Energie:E.k,sys=12mv2+12((– –m)v2=12((m+((– –m))v2=12((0)v2=0{ displaystyle E _ { mathrm {k, sys}} = { tfrac {1} {2}} mv ^ {2} + { tfrac {1} {2}} (- m) v ^ {2} = { tfrac {1} {2}} { big (} m + (- m) { big)} v ^ {2} = { tfrac {1} {2}} (0) v ^ {2} = 0}Dies ist jedoch m\u00f6glicherweise nicht genau g\u00fcltig, wenn die Energie im Gravitationsfeld ber\u00fccksichtigt wird.Forward erweiterte Bondis Analyse auf weitere F\u00e4lle und zeigte dies auch dann, wenn die beiden Massen m(-)  und m(+)  nicht gleich sind, bleiben die Naturschutzgesetze ungebrochen.  Dies gilt auch dann, wenn relativistische Effekte ber\u00fccksichtigt werden, solange die Tr\u00e4gheitsmasse und nicht die Ruhemasse gleich der Gravitationsmasse ist.Dieses Verhalten kann zu bizarren Ergebnissen f\u00fchren: Beispielsweise wird bei einem Gas, das eine Mischung aus Partikeln positiver und negativer Materie enth\u00e4lt, der Temperaturanteil der positiven Materie ungebunden ansteigen[citation needed].  Der Anteil der negativen Materie gewinnt jedoch mit der gleichen Geschwindigkeit an negativer Temperatur und gleicht sich wieder aus.  Geoffrey A. Landis wies auf andere Implikationen der Forward-Analyse hin,[16]  einschlie\u00dflich der Feststellung, dass sich negative Massenteilchen zwar gravitativ absto\u00dfen w\u00fcrden, die elektrostatische Kraft jedoch f\u00fcr gleiche Ladungen attraktiv und f\u00fcr entgegengesetzte Ladungen absto\u00dfend w\u00e4re.Forward nutzte die Eigenschaften von Materie mit negativer Masse, um das Konzept des diametralen Antriebs zu entwickeln, ein Design f\u00fcr den Antrieb von Raumfahrzeugen unter Verwendung einer negativen Masse, die keinen Energieeintrag und keine Reaktionsmasse erfordert, um eine willk\u00fcrlich hohe Beschleunigung zu erreichen.Forward pr\u00e4gte auch einen Begriff, “Aufhebung”, um zu beschreiben, was passiert, wenn sich gew\u00f6hnliche Materie und negative Materie treffen: Es wird erwartet, dass sie in der Lage sind, die Existenz des anderen aufzuheben oder aufzuheben.  Eine Wechselwirkung zwischen gleichen Mengen positiver Massenmaterie (daher positiver Energie) E. = mc2) und negative Masse Materie (von negativer Energie – –E. = –mc2) w\u00fcrde keine Energie freisetzen, aber da die einzige Konfiguration solcher Teilchen, die keinen Impuls hat (beide Teilchen bewegen sich mit derselben Geschwindigkeit in dieselbe Richtung), keine Kollision erzeugt, w\u00fcrden solche Wechselwirkungen einen Impuls\u00fcberschuss hinterlassen.Bimetrische L\u00f6sung f\u00fcr das au\u00dfer Kontrolle geratene Bewegungsparadoxon[edit]  Graue Gravitationswechselwirkungen in bimetrischen Theorien, die sich von denen von Bondi und Bonnor unterscheiden, l\u00f6sen das au\u00dfer Kontrolle geratene Paradoxon.Durch bimetrische Newtonsche N\u00e4herung schlug Jean-Pierre Petit eine L\u00f6sung f\u00fcr das au\u00dfer Kontrolle geratene Bewegungsparadox vor, in der:[17][18][19]Wie Massen anziehen (positive Masse zieht positive Masse an, negative Masse zieht negative Masse an).Im Gegensatz zu Massen sto\u00dfen sich ab (positive Masse und negative Masse sto\u00dfen sich gegenseitig ab).Obwohl die Mathematik nicht trivial ist, kann die Dynamik des Systems unter Verwendung der folgenden Vereinfachung (aus Sicht der positiven Masse) dargestellt werden[citation needed]):  Eine m\u00f6gliche Interpretation der bimetrischen L\u00f6sung aus die positive Masse Sicht: In transparentem Blau ist die Kraft, die jede Masse erf\u00e4hrt, in undurchsichtigem Blau ist die Art und Weise, wie diese darauf reagiert.Zwei positive Massen \u00fcben eine Kraft aufeinander aus, die nach innen zeigt, und beide Massen reagieren darauf, indem sie nach innen beschleunigen (dh das uns bekannte Gravitationsgesetz).Zwei negative Massen \u00fcben eine Kraft auf einander aus, die zeigt nach au\u00dfenaber beide Massen, die negativ sind, werden darauf reagieren, indem sie nach innen beschleunigen (der endg\u00fcltige Effekt wird nicht von dem Newtonschen Gesetz zu unterscheiden sein, mit dem wir vertraut sind)Zwischen einer positiven und einer negativen Masse \u00fcbt die positive Masse eine Kraft auf die negative Masse aus, die nach innen zeigt, aber die negative Masse reagiert darauf, indem sie nach au\u00dfen beschleunigt.  auf der anderen Seite \u00fcbt die negative Masse eine Kraft auf die positive Masse aus, die nach au\u00dfen zeigt, und diese reagiert entsprechend darauf, indem sie nach au\u00dfen beschleunigt;  Das Endergebnis erscheint als symmetrische Absto\u00dfungskraft zwischen den beiden entgegengesetzten Massen (ein \u201eAnti-Newton-Gesetz\u201c).Diese Gesetze unterscheiden sich von den von Bondi und Bonnor beschriebenen Gesetzen und l\u00f6sen das au\u00dfer Kontrolle geratene Paradoxon.Dazu beziehen sie sich auf das von Petit entwickelte kosmologische Janus-Modell, bei dem die Gravitation durch ein bimetrisches Modell beschrieben werden k\u00f6nnte, das die allgemeine Relativit\u00e4tstheorie erweitern w\u00fcrde.[20][self-published source][21]Im Jahr 2015 verbessert, um die Beschleunigung der Expansion des Universums zu rechtfertigen,[19][22]  Die Version 2014 (und 22. November 2016) des Modells wurde vom Physiker Thibault Damour in einer Analyse vom 4. Januar 2019 kritisiert, in der interne Inkonsistenzen im Modell nachgewiesen wurden.[23][self-published source][24]  Seitdem wurden in einem sp\u00e4ter im Januar 2019 ver\u00f6ffentlichten Artikel weitere \u00c4nderungen am Modell vorgenommen.[25][unreliable source?]Petits Arbeit zu diesem Thema hatte unter Kosmologen wenig Resonanz.  Unabh\u00e4ngige Untersuchungen der bimetrischen Schwerkraft mit positiven und negativen Massen f\u00fchrten jedoch zu den gleichen Schlussfolgerungen hinsichtlich der Schwerkraftgesetze.[26][27][28]  Folglich erw\u00e4gt die NASA die Auswirkungen einer negativen Masse auf einen schnelleren als leichten Antrieb und \/ oder Wurml\u00f6cher (oder gleichwertige).[29]Pfeil der Zeit- und Energieumkehr[edit]In der Quantenmechanik[edit]In der Quantenmechanik ist der Zeitumkehroperator komplex und kann entweder einheitlich oder antiunit\u00e4r sein.  In der Quantenfeldtheorie T.  wurde willk\u00fcrlich als antiunit\u00e4r ausgew\u00e4hlt, um die Existenz negativer Energiezust\u00e4nde zu vermeiden:Zu diesem Zeitpunkt haben wir noch nicht beschlossen ob P.{ displaystyle { text {P}}}  und T.{ displaystyle { text {T}}}  sind linear und einheitlich oder antilinear und antiunit\u00e4r. Das Entscheidung ist einfach.  Rahmen \u03c1=0{ displaystyle  rho = 0}  in Gl.  (2.6.4) gibtP.ichH.P.– –1=ichH.,{ displaystyle { text {P}} , i , H , { text {P}} ^ {- 1} , = , i , H { text {,}}}wo H.\u2261P.0{ displaystyle H  equiv P ^ {0}}  ist der Energieversorger.  Wenn P.{ displaystyle { text {P}}}  waren antiunit\u00e4r und antilinear, dann w\u00fcrde es mit antikommutieren ich{ displaystyle i}, damit P.H.P.– –1=– –H.{ displaystyle { text {P}} H { text {P}} ^ {- 1} = – H}.  Aber dann f\u00fcr jeden Staat \u03a8{ displaystyle  Psi}  von Energie  0}”\/>Es m\u00fcsste einen anderen Staat geben P.– –1\u03a8{ displaystyle { text {P}} ^ {- 1}  Psi}  von Energie – –E.1=– –ichH..{ displaystyle { text {T}} , i , H , { text {T}} ^ {- 1} , = , – i , H { text {.}}}Wenn wir das annehmen w\u00fcrden T.{ displaystyle { text {T}}}  ist linear und einheitlich, dann k\u00f6nnten wir einfach die abbrechen ich{ displaystyle i}s und finden T.H.T.– –1=– –H.{ displaystyle { text {T}} H { text {T}} ^ {- 1} = – H}mit dem wieder katastrophale Schlussfolgerung das f\u00fcr jeden Staat \u03a8{ displaystyle  Psi}  von Energie E.{ displaystyle E}gibt es einen anderen Zustand T.– –1\u03a8{ displaystyle { text {T}} ^ {- 1}  Psi}  von Energie – –E.{ displaystyle -E}.  Zu vermeiden das sind wir hier gezwungen zu schlie\u00dfen Das T.{ displaystyle { text {T}}}  ist antilinear und antiunit\u00e4r.Im Gegenteil, wenn der Zeitumkehroperator in der relativistischen Quantenmechanik als einheitlich (in Verbindung mit einem einheitlichen Parit\u00e4tsoperator) gew\u00e4hlt wird, erzeugt die einheitliche PT-Symmetrie eine Energie- (und Massen-) Inversion[non-primary source needed].[31]In der Theorie dynamischer Systeme[edit]Beim gruppentheoretischen Ansatz zur Analyse dynamischer Systeme ist der Zeitumkehroperator real, und die Zeitumkehr erzeugt eine Energie- (und Massen-) Inversion.1970 demonstrierte Jean-Marie Souriau unter Verwendung der Umlaufbahnmethode von Kirillov und der Koadjoint-Darstellung der vollst\u00e4ndigen dynamischen Poincar\u00e9-Gruppe, dh der Gruppenaktion auf dem dualen Raum ihrer Lie-Algebra (oder Lie-Kohlegebra), dass die Umkehrung des Zeitpfeils gleich ist die Energie eines Teilchens umzukehren (daher seine Masse, wenn das Teilchen eine hat).[32][33]In der allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie wird das Universum als eine Riemannsche Mannigfaltigkeit beschrieben, die einer metrischen Tensorl\u00f6sung von Einsteins Feldgleichungen zugeordnet ist.  In einem solchen Rahmen verbietet die au\u00dfer Kontrolle geratene Bewegung die Existenz negativer Materie.[6][13]Einige bimetrische Theorien des Universums schlagen vor, dass zwei parallele Universen mit einem entgegengesetzten Zeitpfeil anstelle eines existieren k\u00f6nnten, die durch den Urknall miteinander verbunden sind und nur durch Gravitation interagieren.[34][17][35]  Das Universum wird dann als eine Mannigfaltigkeit beschrieben, die zwei Riemannschen Metriken zugeordnet ist (eine mit positiver Massenmaterie und die andere mit negativer Massenmaterie).  Nach der Gruppentheorie scheint die Materie der konjugierten Metrik der Materie der anderen Metrik eine entgegengesetzte Masse und einen entgegengesetzten Zeitpfeil zu haben (obwohl ihre richtige Zeit positiv bleiben w\u00fcrde).  Die gekoppelten Metriken haben ihre eigene Geod\u00e4ten und sind L\u00f6sungen von zwei gekoppelten Feldgleichungen.[27][36][18][19]Die negative Materie der gekoppelten Metrik, die \u00fcber die Schwerkraft mit der Materie der anderen Metrik interagiert, k\u00f6nnte ein alternativer Kandidat f\u00fcr die Erkl\u00e4rung der Dunklen Materie, der Dunklen Energie, der kosmischen Inflation und eines sich beschleunigenden Universums sein.[27][36][18][19]Im Gau\u00dfschen Gravitationsgesetz[edit]Beim Elektromagnetismus kann man die Energiedichte eines Feldes aus dem Gau\u00dfschen Gesetz ableiten, vorausgesetzt, die Kr\u00fcmmung des Feldes ist 0. Wenn dieselbe Berechnung unter Verwendung des Gau\u00dfschen Gravitationsgesetzes durchgef\u00fchrt wird, ergibt sich eine negative Energiedichte f\u00fcr ein Gravitationsfeld.Gravitationswechselwirkung von Antimaterie[edit]Der \u00fcberw\u00e4ltigende Konsens unter den Physikern ist, dass Antimaterie eine positive Masse hat und wie normale Materie von der Schwerkraft beeinflusst werden sollte.  Direkte Experimente mit neutralem Antiwasserstoff waren nicht empfindlich genug, um einen Unterschied zwischen der Gravitationswechselwirkung von Antimaterie und normaler Materie festzustellen.[37]Blasenkammerversuche liefern weitere Beweise daf\u00fcr, dass Antiteilchen die gleiche Tr\u00e4gheitsmasse wie ihre normalen Gegenst\u00fccke haben.  In diesen Experimenten wird die Kammer einem konstanten Magnetfeld ausgesetzt, das bewirkt, dass sich geladene Teilchen in spiralf\u00f6rmigen Bahnen bewegen, deren Radius und Richtung dem Verh\u00e4ltnis von elektrischer Ladung zu Tr\u00e4gheitsmasse entsprechen.  Partikel-Antiteilchen-Paare bewegen sich in Helices mit entgegengesetzten Richtungen, aber identischen Radien, was bedeutet, dass sich die Verh\u00e4ltnisse nur im Vorzeichen unterscheiden.  Dies zeigt jedoch nicht an, ob die Ladung oder die Tr\u00e4gheitsmasse invertiert ist.  Es wird jedoch beobachtet, dass sich Partikel-Antiteilchen-Paare elektrisch anziehen.  Dieses Verhalten impliziert, dass beide eine positive Tr\u00e4gheitsmasse und entgegengesetzte Ladungen haben;  Wenn das Gegenteil der Fall w\u00e4re, w\u00fcrde das Teilchen mit der positiven Tr\u00e4gheitsmasse von seinem Antiteilchenpartner abgesto\u00dfen werden.Experimentieren[edit]Der Physiker Peter Engels und ein Team von Kollegen der Washington State University berichteten \u00fcber die Beobachtung des negativen Massenverhaltens in Rubidiumatomen.  Am 10. April 2017 erzeugte das Engels-Team eine negative effektive Masse, indem es die Temperatur der Rubidiumatome auf nahezu Null reduzierte und ein Bose-Einstein-Kondensat erzeugte.  Mithilfe einer Laserfalle konnte das Team den Spin einiger Rubidiumatome in diesem Zustand umkehren und beobachtete, dass sich die Atome nach ihrer Freisetzung aus der Falle ausdehnten und Eigenschaften negativer Masse zeigten, insbesondere eine Beschleunigung in Richtung eines Drucks Kraft statt weg davon.[38][39]  Diese Arbeit wurde von den Experimentatoren M. Amin Khamehchi und Maren Mossman sowie von den Theoretikern Michael McNeil Forbes, Thomas Busch, Yongping Zhang und Khalid Hossain gemeinsam verfasst.  Diese Art von negativer effektiver Masse ist analog zu der bekannten scheinbaren negativen effektiven Masse von Elektronen im oberen Teil der Dispersionsbanden in Festk\u00f6rpern.[40]  F\u00fcr die Zwecke des Spannungs-Energie-Tensors ist jedoch keiner der F\u00e4lle eine negative Masse.Einige neuere Arbeiten mit Metamaterialien legen nahe, dass einige noch unentdeckte Verbundwerkstoffe aus Supraleitern, Metamaterialien und normaler Materie Anzeichen einer negativen effektiven Masse aufweisen k\u00f6nnten, \u00e4hnlich wie Niedertemperaturlegierungen unter dem Schmelzpunkt ihrer Komponenten schmelzen oder einige Halbleiter negativer Differenzwiderstand.[41][42]In der Quantenmechanik[edit]Paul Diracs Theorie der Elementarteilchen, die heute Teil des Standardmodells ist, enthielt bereits 1928 negative L\u00f6sungen.[43]  Das Standardmodell ist eine Verallgemeinerung der Quantenelektrodynamik (QED) und die negative Masse ist bereits in die Theorie eingebaut.Morris, Thorne und Yurtsever[44]  wies darauf hin, dass die Quantenmechanik des Casimir-Effekts verwendet werden kann, um einen lokal massennegativen Raum-Zeit-Bereich zu erzeugen.  In diesem Artikel und nachfolgenden Arbeiten anderer zeigten sie, dass negative Materie zur Stabilisierung eines Wurmlochs verwendet werden kann.  Cramer et al. argumentieren, dass solche Wurml\u00f6cher im fr\u00fchen Universum entstanden sein k\u00f6nnten, stabilisiert durch Schleifen der kosmischen Kette mit negativer Masse.[45]Stephen Hawking hat argumentiert, dass negative Energie eine notwendige Bedingung f\u00fcr die Erzeugung einer geschlossenen zeitlichen Kurve durch Manipulation von Gravitationsfeldern innerhalb eines endlichen Bereichs des Raums ist;[46]  Dies impliziert zum Beispiel, dass ein endlicher Tipler-Zylinder nicht als Zeitmaschine verwendet werden kann.Schr\u00f6dinger-Gleichung[edit]F\u00fcr Energieeigenzust\u00e4nde der Schr\u00f6dinger-Gleichung ist die Wellenfunktion wellenf\u00f6rmig, wo immer die Energie des Teilchens gr\u00f6\u00dfer als das lokale Potential ist, und exponentiell (evaneszent), wo immer sie kleiner ist.  Naiv w\u00fcrde dies bedeuten, dass die kinetische Energie in abklingenden Regionen negativ ist (um das lokale Potential aufzuheben).  Kinetische Energie ist jedoch ein Operator in der Quantenmechanik, und ihr Erwartungswert ist immer positiv und summiert sich mit dem Erwartungswert der potentiellen Energie, um den Energieeigenwert zu erhalten.F\u00fcr Wellenfunktionen von Partikeln mit einer Ruhemasse von Null (wie Photonen) bedeutet dies, dass alle abklingenden Teile der Wellenfunktion mit einer lokalen negativen Masse-Energie assoziiert w\u00e4ren.  Die Schr\u00f6dinger-Gleichung gilt jedoch nicht f\u00fcr masselose Teilchen;  stattdessen ist die Klein-Gordon-Gleichung erforderlich.In besonderer Relativit\u00e4tstheorie[edit]Man kann eine negative Masse unabh\u00e4ngig von negativer Energie erreichen.  Nach Masse-Energie-\u00c4quivalenz, Masse m ist proportional zur Energie E. und der Proportionalit\u00e4tskoeffizient ist c2.  Tats\u00e4chlich, m ist immer noch gleichbedeutend mit E. obwohl der Koeffizient eine andere Konstante ist[47]  sowie – –c2.[48]  In diesem Fall ist es nicht erforderlich, eine negative Energie einzuf\u00fchren, da die Masse negativ sein kann, obwohl die Energie positiv ist.  Das hei\u00dft,E.=– –mc2>0m=– –E.c2 0 \\ m & = – { frac {E} {c ^ {2}}} Unter diesen Umst\u00e4nden,dE.=F.ds=dpdtds=dsdtdp=vdp=vd((mv){ displaystyle dE = F , ds = { frac {dp} {dt}} , ds = { frac {ds} {dt}} , dp = v , dp = v , d (mv) }}und so,– –c2dm=vd((mv)– –c2((2m)dm=2mvd((mv)– –c2d((m2)=d((m2v2)– –m2c2=m2v2+C.{ displaystyle { begin {align} -c ^ {2} , dm & = v , d (mv) \\ – c ^ {2} (2m) , dm & = 2mv , d (mv) \\ -c ^ {2} , d (m ^ {2}) & = d (m ^ {2} v ^ {2}) \\ – m ^ {2} c ^ {2} & = m ^ {2 } v ^ {2} + C  end {align}}}Wann v = 0,C.=– –m02c2{ displaystyle C = -m_ {0} ^ {2} c ^ {2}}Folglich,– –m2c2=m2v2– –m02c2m=m01+v2c2{ displaystyle { begin {align} -m ^ {2} c ^ {2} & = m ^ {2} v ^ {2} -m_ {0} ^ {2} c ^ {2} \\ m & = { frac {m_ {0}} { sqrt {1 + { frac {v ^ {2}} {c ^ {2}}}}  end {align}}}wo m0  0.  Die quadratische Masse ist immer noch positiv und das Partikel kann stabil sein.Aus der obigen Beziehung ergibt sichp=mv=m0v1+v2c22=– –k2c2+\u03c9p2,((E.0=\u210f\u03c9p=– –m0c2>0){ displaystyle  omega ^ {2} = – k ^ {2} c ^ {2} +  omega _ { mathrm {p}} ^ {2}  ,,  quad  left (E_ {0} =  hbar  omega _ { mathrm {p}} = – m_ {0} c ^ {2}> 0  right)}"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/11\/29\/negative-masse-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"Negative Masse – Wikipedia"}}]}]