"מסה שלילית" היא כינוי לאזור במרחב בו נצפית צפיפות המסה עבור חלק מהמשקיפים כשלילית. דבר זה יכול להתרחש עקב אזור בחלל שבו מרכיב הלחץ על המתח-אנרגיה של איינשטיין גדול יותר מאשר צפיפות המסה באזור הנתון. כל אלה מהווים הפרות גסות של גרסה מסוימת בנוגע למצבה האנרגטי החיובי של תורת היחסות הכללית של איינשטיין. עם זאת, מצב האנרגיה החיובית אינו תנאי נדרש לעקביות המתמטית של התאוריה.
מסה שלילית מול כבידה.
כאשר שוקלים מסה שלילית, חשוב לקחת בחשבון אילו ממושגי המסה האלה הם גם שליליים. מאז שניוטון ניסח לראשונה את חוקי התנועה ואת תורת הכבידה שלו, היו לפחות שני סוגים עיקריים של מסה:
ברוב המחקרים על המסה השלילית, ההנחה היא שעקרון השקילות וחוק שימור התנע ממשיכים לחול, ולכן שתי צורות המסה עדיין זהות. למרות זאת, עקרון השקילות הוא עובדה תצפיתית, ולא בהכרח תקפה. אם מבוצעת ההבחנה הזו, המסה השלילית יכולה לנבוע משלושה תנאים: מסת ההתמד היא שלילית, מסת הכבידה היא שלילית או ששני סוגים המסות שליליות. למרות זאת, קיימת מחלוקת לגבי התנאי השלישי.
בשנת 1957, בעקבות הרעיון של הפיזיקאי לוטינגר, הציע הפיזיקאי הרמן בונדי במאמרו כי המסה עשויה להיות גם שלילית וגם חיובית. הוא ציין שהדבר אינו כרוך בסתירה לוגית - כל עוד לפחות אחת משתי צורות המסה שליליות. לדוגמה, אובייקט בעל מסת התמד שלילית יהיה צפוי להאיץ בכיוון ההפוך לזה שנדחף. עובדה זו אינה תקפה למסת הכבידה, אשר גם יכולה להיות מסת כבידה חיובית, ללא כל השפעה ממסת ההתמד השלילית.
בוצעו מספר מחקרים אחרים על מסה שלילית, כמו המחקרים שנערכו על ידי RM Price. אולם אף אחד מהם לא התייחס לשאלה איזה סוג של מסה יכול לתאר את המסה השלילית. השאלה העיקרית אשר מתייחסים אליה היא "האם לא יהיה ניתן לגלות את הייחודיות בסוג הצפיפות של המסה השלילית". מרבית המחקרים השיבו על השאלה הזו בחיוב, אך לא הניבו הוכחה מספקת בעניין.
תנועה בורחת.
אף על פי שלא ידוע הרבה על חלקיקים בעלי מסה שלילית, פיזיקאים, ובניהם הרמן בונדי, הצליחו לתאר חלק מהתכונות הצפויות היכולות להיות לחלקיקים אלו. בהנחה ששני סוגי המסה שווים לפי עקרון השקילות, ניתן לבחון את ההשפעות הכבידתיות בין החלקיקים, על סמך הקירוב הניוטוני של משוואת איינשטיין. חוקי האינטראקציות המשוערות הם:
עבור שתי המסות החיוביות שום דבר לא משתנה וישנה משיכה הדדית. שתי מסות שליליות היו דוחות זו את זו עקב ההתמד השלילי שלהן. עם זאת, עבור מסות הפוכי סימן ישנה דחייה הדוחה את המסה החיובית מהמסה השלילית, ומשיכה אשר מושכת את המסה השלילית לעבר המסה החיובית בו זמנית.
מכאן בונדי ציין כי שני גופים בעלי מסה שווה ומנוגדת בסימנן יניבו תאוצה מתמדת של המערכת לכיוון הגוף בעל המסה החיובית, אפקט המכונה "תנועה בורחת".
זוג גופים כאלו יאיצו ללא הפסק. עם זאת, המסה, התנע והאנרגיה הכוללים של המערכת יישארו אפסיים. התנהגות זו אינה מתיישבת לחלוטין עם גישת השכל הישר ואת ההתנהגות הצפויה של חומר רגיל. הפיזיקאי תומאס גולד אפילו רמז כי ניתן להשתמש בתנועה בורחת כגורם יסוד במכונת תנועה נצחית אם יומרו כתנועה סיבובית. עם זאת, לא ידוע עדיין כיצד חוקי התרמודינמיקה פועלים על מסה שלילית. גולד הראה כי התופעה עקבית מבחינה מתמטית ואינה מפרה את חוקי השימור.
התנהגות זו יכולה לגרום לתוצאות מוזרות; למשל, גז המכיל תערובת של חלקיקי חומרים בעלי מסות חיוביות ושליליות יעלו את טמפרטורת הגז ללא גבול. עם זאת, חלק מחומר השלילי מעלה את הטמפרטורה השלילית באותו קצב, ומתאזן שוב. הפיזיקאי ג'פרי לנדיס ציין השלכות אחרות מהניתוח של פורוורד, כולל ציון שאף על פי שחלקיקי מסה שליליים ידחיקו זה את זה, הכוח האלקטרוסטטי יהווה מושך למטענים דומים ודוחה מפני מטענים הפוכים.
פורוורד השתמש בתכונות של חומר בעל מסה שלילית על מנת ליצור את הרעיון של הנעת חללית תוך שימוש במסה שלילית שאינה מצריכה קלט אנרגטי או מסת תגובה כדי להשיג תאוצה גבוהה באופן שרירותי.
פורוורד טבע גם מונח בשם "ביטול" - אשר מתאר מצב שבו חומרים בעלי מסה שלילית וחיובית נפגשים. הם כנראה יהיו מסוגלים להשמיד זה את זה בדומה לתהליך האיון בין חומר לאנטי-חומר. אינטראקציה בין כמויות שוות של חומר בעל מסה חיובית (ומכאן ניתן להסיק כבעל אנרגיה חיובית – ) לבין חומר בעל מסה שלילית (ומכאן ניתן להסיק כבעל אנרגיה שלילית – ) לא תשחרר שום אנרגיה, עקב כך שהתצורה היחידה של חלקיקים כאלה שיש לה תנע אפסי (שני החלקיקים הנעים באותה המהירות באותו כיוון) אינו מייצר התנגשות, אינטראקציות כאלה היו משאירות עודף מומנטום.
אינטראקציה כובדית עם אנטי חומר.
ניסויים בתא בועות מספקים ראיות נוספות לכך שלחלקיקים בעלי מסה שלילית ולאנטי חלקיקים יש את אותה מסת כבידה כמו עמיתיהם הרגילים. בניסויים אלה, החדר נתון לשדה מגנטי קבוע שגורם לחלקיקים טעונים לנוע בנתיבים סליליים, אשר רדיוסם וכיוונם תואמים את היחס בין מטען חשמלי למסת ההתמד. נראה כי זוגי החלקיקים והאנטי-חלקיקים נעים בסלילים עם כיוונים מנוגדים אך בעלי רדיוסים זהים, דבר שמרמז שהיחס שונה רק בסימן, אך הדבר אינו מציין אם המטען או המסה ההתמד הפוכים. עם זאת, נצפו זוגות של חלקיקים ואנטי חלקיקים אשר מושכים זה את זה באופן חשמלי. התנהגות זו מרמזת כי לשניהם יש מסת כבידה חיובית ומטענים הפוכים.
ניסויים ותצפיות.
הפיזיקאי פיטר אנגלס וצוות עמיתים מאוניברסיטת וושינגטון דיווחו על תוצאות רשמיות בהתבוננות בהתנהגות של מסה שלילית באטומי רובידיום. ב־ 10 באפריל 2017, צוות אנגלס יצר מסה אפקטיבית שלילית על ידי הפחתת הטמפרטורה של אטומי רובידיום כמעט עד לאפס המוחלט, ויצר עיבוי בוז-איינשטיין. על ידי שימוש במלכודת לייזר, הצוות הצליח להפוך את הסיבוב של כמה אטומי הרובידיום, והבחין כי לאחר ששוחררו מהמלכודת, האטומים השתנו והציגו מאפיינים של מסה שלילית, למשל האצה לכיוון הנגדי לכיוון כוח הדחיפה, במקום להתרחק ממנו.
במכניקת הקוונטים.
בשנת 1928, תאוריית החלקיק היסודיים של פול דיראק, שהייתה אז כבר חלק מהמודל הסטנדרטי, כללה כבר דוגמאות לחלקיקים יסודיים שליליים. המודל הסטנדרטי הוא הכללה של אלקטרודינמיקה קוונטית, כך שהמסה השלילית כבר מובנית בתאוריה.
הפיזיקאי קיפ תורן הצביעו על כך שניתן להשתמש במכניקת הקוונטים של אפקט קזימיר למען ייצור אזור שלילי־המוני מקומי במרחב הזמן. במאמר זה, ובמאמרים רבים נוספים אשר פורסמו לאחר מכן, הם הצליחו להראות כי ניתן להשתמש בחומר בעל מסה שלילית לייצוב חורי תולעת. הם טוענים כי ייתכן שחורי תולעת כאלה נוצרו ביקום המוקדם. סטיבן הוקינג טען כי אנרגיה שלילית היא תנאי הכרחי ליצירת עקומת זמן סגורה, וזה על ידי מניפולציה של שדות הכבידה באזור סופי של החלל. דבר זה מרמז, למשל, שלא ניתן להשתמש בגליל טיפלר סופי כגורם במכונת זמן.
משוואת שרדינגר.
עבור מצבים עצמיים ואנרגטיים של משוואת שרדינגר, תפקוד הגל הוא גל בכל מקום בו אנרגיית החלקיק גדולה מהפוטנציאל המקומי, ודומה אקספוננציאלי (מתחמק) בכל מקום שהוא פחות. דבר זה מרמז על אנרגיה קינטית שלילית באזורים מסוימים (על מנת לבטל את הפוטנציאל המקומי). עם זאת, אנרגיה קינטית היא אנרגיית הפעלה במכניקת הקוונטים, וערכה תמיד חיובי, דבר אשר מסכם את ערך הציפייה של האנרגיה הפוטנציאלית בהנבת ערך האנרגיה.
לתפקודי הגל של חלקיקים בעלי מסת מנוחה אפסית, כגון פוטונים, המשמעות היא שכל החלקיקים המתחמקים מפונקציית הגל יהיו קשורים למסה – אנרגיה שלילית מקומית. עם זאת, משוואת שרדינגר אינה חלה על חלקיקים חסרי מסה. במקומה יש להשתמש במשוואת קליין-גורדון.
Cluster 5
Cluster 5, מקבץ 5 או קלסטר 5 (כונה גם קורונת החורפנים) היא זן של הנגיף SARS-CoV-2. המוטציה (או התשנית) התפתחה אצל חורפנים בצפון יוטלנד, והועברה אל בני אדם באמצעות תעשיית הפרוות. אותרו שינויים בחומצות האמינו H69del/V70del, Y453F, I692V ו-M1229I, ושבע מוטציות בסך הכל ל. הגוף פחות מפתח נוגדנים למוטציה זו, ופיתוח החיסון לנגיף הקורונה עלול לא להיות יעיל בעבורה. התגלה במהלך מגפת הקורונה בדנמרק.
עד ל-4 בנובמבר 2020, אובחנו 12 הידבקויות ברחבי דנמרק. על מנת למנוע את המשך ההתפשטות, הוכרז במחוזות בצפון המדינה הסגר כללי.
ב-19 בנובמבר, דווח ש של דנמרק הודיע כי מקבץ 5 ככל הנראה נכחד. על פי מחקר שערך ה (SSI) בדנמרק, לא נרשמה הדבקה מחורפנים מאז ה-15 בספטמבר.
רקע.
דנמרק היא היצרנית הגדולה ביותר בעולם של תעשיית פרוות החורפנים, והתוצר של תעשייה זו מוערך בכמיליארד דולרים. ברחבי המדינה פזורות כ-1,100 חוות גידול, ובהן בין 15 ל-17 מיליון פרטים.
חורפנים הם חלק מבעלי החיים החשופים להידבקות בנגיפי הקורונה, ובהם הנגיף SARS-CoV-2 אשר אחראי למחלת COVID-19. החורפנים מגלים תסמינים למחלה, ורבים מהם גם מתים ממנה. עם התפרצות מגפת הקורונה בדנמרק, תועדו במעקב גנטי העברות של הנגיף מבני אדם אל חורפנים והתפשטות בקרבם. לכן, הממשלה הדנית החליטה להקדים את איסור גידול החורפנים, שכבר נקבע בחוק, מ-2024 לסוף 2020. ספרד והולנד נקטו בצעד דומה, והשמידו בין מאי לאוקטובר יותר ממיליון חורפנים בסך הכל, מחשש להעברה חוזרת אל הנגיף אל בני אדם. גם בארצות הברית תועדה הדבקה כזו, ומחלקת החקלאות אישרה את קיומה של התפשטות בקרב חורפנים במדינת יוטה באוגוסט.
התפרצות.