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

 

　　根據牛頓第三運動定律，當一個小球撞擊另一個小球，這兩個小球應該相互撞開。但如果其中一個小球具有負質量，那么這兩個小球相撞后應該會朝相同方向加速。這種效應或可用于直徑驅動，一種推測性的“發動機”，里面的正負質量相互作用導致能夠實現永恒加速。美國宇航局自20世紀90年代就開始探索這一效應，試圖為更好的太空飛船推進制造直徑驅動。但其中存在一個問題：量子力學描述了物體不可能有負質量。即使是有帶負電的粒子組成的反物質也具有正質量。

 

　　“在量子理論力學領域描述負質量并沒有太大的差別，”澳大利亞悉尼大學的阿爾奇爾·科巴希澤（Archil Kobakhidze）這樣說道。因為這一方程式涉及的術語都是質量的平方，因此任何負的質量都會最終變成正質量。“這并沒有任何實際的意義。”

 

　　質量效應

 

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

 

　　“這有點類似頻閃觀測器，”澳大利亞堪培拉澳大利亞國立大學的德拉戈米爾·內舍夫（Dragomir Neshev）這樣說道。他并沒有參與這項研究。如果你觀察閃光燈下的車輪輪輻轉動，它會顯示不同的移動速率，有時候甚至是倒退的。

 

　　當物質減慢了與能量成比例的脈沖的速度，那么它將表現出似乎具有質量——這被稱為有效質量。取決于光波的形狀和水晶的結構，光脈沖可能會有負的有效質量。但這種脈沖與具有正有效質量的脈沖發生相互作用時需要一塊水晶，但后者如此長以至于能夠在兩束脈沖顯示直徑驅動效應之前吸收光。

　　為了克服這個問題，佩舍爾在兩個光導纖維電纜線圈里創造了一系列激光脈沖。這種脈沖會在兩個線圈之間某個接觸點分離，每個線圈里的光繼續朝同一方向移動。其中的關鍵在于一個線圈比另一個略長，因此進入較長線圈的光會相對延遲。當脈沖返回并在接觸點分離，它會與另一個線圈里的脈沖分享其中某些光子。在經過幾輪這樣的運行后，脈沖會發展一種干涉樣式從而產生有效質量。

 

　　聰明的線圈

 

　　研究小組創造了帶有正有效質量和負有效質量的脈沖。當相反脈沖在線圈里相互作用時，它們會朝同一個方向加速，在每輪運行時更早的經過探測器。“利用這些線圈你可以讓它們永遠循環下去——這相當于有一塊巨大的長水晶。” 內舍夫說道。他的研究小組正努力創造一種直徑驅動。“這是趣味物理學以及非常聰明的設備。”

 

　　半導體里的電子元件也有有效質量，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，光脈沖的速度相當于它的波長，這意味著線圈可以用于控制光纖的顏色輸出。內舍夫表示這種方法可以增加光通信的帶寬甚至創造明亮的顯示，例如激光屏幕，但他也警告稱將這種線圈用于實際用途可能并不簡單。