Fisicos criaram um fluido com "massa negativa", que acelera em direcao oposta quando empurrado. Physical Review Letters (fluido com massa negativa) A descoberta desafia a Segunda Lei de Newton, conhecida como o Principio Fundamental da Dinamica, que diz que quando empurrado, o objeto se acelera na mesma direcao que a forca aplicada nele. Mas em teoria, materia pode ter massa negativa, da mesma forma que uma carga eletrica pode ser positiva ou negativa. Uma massa efetiva negativa pode ser realizada em sistemas quanticos atraves da engenharia da relacao de dispersao. Um metodo poderoso e fornecido pelo acoplamento spin-orbita, que esta atualmente no centro de intensos esforcos de pesquisa. Uma equipe de cientistas, liderada por Peter Engels, da Washington State University (WSU), esfriou atomos de rubidio a uma temperatura pouco acima do zero absoluto (proximo de -273oC), gerando o que e conhecido como Condensado de Bose-Einstein. Neste estado da materia, as particulas se comportam como ondas, se movem de forma extremamente lenta, conforme previsto pela mecanica quantica. Elas tambem se sincronizam e se movimentam juntas no que e conhecido como superfluido, que flui sem perder energia. Nesta pesquisa um condensado de Bose-Einstein foi medido acoplado a orbita de spin em expansao cuja dispersao apresenta uma regiao de massa efetiva negativa. Os pesquisadores observaram uma variedade de fenomenos dinamicos, incluindo a quebra da paridade e da covariancia galileana, instabilidades dinamicas e auto-aprisionamento. Os resultados experimentais sao reproduzidos por uma simulacao de banda unica de Gross-Pitaevskii, demonstrando que as caracteristicas emergentes, tais como: ondas de choque, trens solitonicos, auto-aprisionamento, entre outros, originam-se de uma dispersao modificada. Este trabalho tambem fornece novas informacoes sobre fenomenos relacionados em redes opticas, onde a estrutura periodica subjacente muitas vezes complica sua interpretacao. Para criar as condicoes para a massa negativa, os pesquisadores usaram lasers para capturar os atomos de rubidio e empurra-los para frente e para tras, mudando a forma como eles giram. Os lasers prendem os atomos como se eles estivessem numa regiao com menos de 100 micrometros de diametro. Neste ponto, o superfluido de rubidio tem massa normal. Mas, quando os atomos foram liberados da "armadilha do laser", o superatomo de rubidio se expande, revelando massa negativa. Para criar as condicoes para a massa negativa, os pesquisadores aplicaram um segundo conjunto de lasers que empurra estes atomos em expansao de um lado para outro, mudando o modo como eles giram. Desta forma, quando alguns atomos de rubidio escorrem para fora da armadilha original rapido o suficiente, eles se comportam como se tivessem massa negativa. "Com massa negativa, se voce empurrar alguma coisa, ela acelera em sua direcao," disse Michael Forbes, professor-assistente de Fisica da WSU. "Parece que o rubidio se choca contra uma parede invisivel". A tecnica poderia ser usada para entender melhor o fenomeno, dizem os pesquisadores. "Primeiramente, nos chamou atencao o controle que temos sobre a natureza da massa negativa, sem quaisquer complicacoes," diz Forbes. Este controle tambem fornece aos pesquisadores uma ferramenta para explorar as possiveis relacoes entre massa negativa e fenomenos observados no cosmos, como estrelas de neutrons, buracos negros e energia escura.