나도 입자물리를 제대로 공부하거나 논문 본문을 읽어보진 못해서 자세하게는 모르겠지만 오해의 여지가 많은 것 같아서 간단하게 정리해봄

1. 루비듐 입자를 절대영도에 근접하게 냉각시켜 초유체로 만들었을 때 나타나는 현상을 발견한 것임.

초유체란?

물리학에서 점성이 전혀 없는 유체를 말한다. 따라서 초유체는 마찰 없이 영원히 회전할 수 있다.

초유체 현상은 양자역학적인 현상으로 보스-아인슈타인 응축 모형으로 설명된다. 즉, 다수의 보손이 동일한 양자상태를 갖게 된다. 이와 같이 헬륨 입자가 모두 바닥 상태로 응축될 수 있다. 즉 초유체 상태는 레이저, 초전도 현상와 같이 거시적인 양자역학적 상태이다. -Wikipedia

보손 입자들은 우리가 직관적으로 물질이라고 생각하는 페르미온과 다른 성질을 가져.

이에 따라 미시 세계에서 봤을때 우리의 상식을 벗어난 행동들을 보이는데, 이것들 중 하나가 초유체 현상이야. (페르미온도 강한 상호작용이 있다면 합성 보손이 되어 보손과 유사한 성질을 보이는 경우도 있어. 자세한건 위키피디아 참조)

이번 실험은 초유체 상태인 루비듐 원자를 레이저로 가속시켰다 release될 때, 몇몇 입자들이 음 질량의 현상이 보이는 것을 관측한 거야.

사실 이 부분에서 관측한건지 simulation 결과가 그렇다는건지 그 결과로 simulation한게 그렇다는 건지 확실하지 않다. 미안 영어가 짧아서ㅠㅜ

2. 음 질량에서의 '질량'은 우리가 생각하는 직관적인 질량이 아님.

이번에 발견한건 음 질량의 물질이라기 보단, 사실 음 질량 현상에 가까워. 왜냐하면 이 질량이 유효 질량(effective mass)이기 때문인데, 이건 입자가 힘을 받을 때의 '겉보기' 질량이거든.

뉴턴의 제 2법칙에 따라 물체는 힘을 받은 방향으로 가속되고, 그 가속도는 질량에 반비례하지. 우리가 흔히 아는 F=ma가 그걸 의미해.

그런데 입자의 경우는 전기장 등의 힘에 의해 가속되면 보통 때와 다른 질량을 가진 것처럼 행동한단 말야. 즉, 뉴턴의 제 2법칙이 온전히 성립하지 않는거지.

이번 실험에서는 초유체 상태에서는 그걸 넘어서서 아예 힘을 준 것과 반대방향으로 움직이는, 즉 음 질량을 '가진 것처럼' 행동할 수 있다는 걸 보인거야.

3. 반중력 기술의 꿈은 잠시 접어두길.

초전도 현상이 발견된지 수 십년이 지났지만 아직 상용화는 한참 남았듯, 이번 발견도 상용화가 되려면 적게 잡아도 20년은 걸릴꺼야. 알칼리 금속인 루비듐 원자를 절대영도에 가깝게 냉각시켰을 때 얻은 결과니까.

대신 여러가지 실험에서의 응용은 가능해보여. 예를 들어 중성자별 같이 엄청나게 밀집되고 내부가 초유체로 이루어진 별을 연구하는 사람들 입장에선, 내부를 관측할 수도 없을 뿐더러 그 안에서 무슨 일이 일어나는지도 확실하지 않단 말이지. 그런 분들은 이번 실험 결과를 두 팔 벌려 환영하겠지. 별 내부에 가득찬 초유체의 현상들 중 하나를 이해했고, 제한적으로나마 모의 실험을 해볼 수 있으니까.

짧은 필력으로나마 게이들의 이해를 도우려고 글 써봤음. 더 자세하게 알아보고 싶으면 출처를 참조해줘.

-출처

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.155301

https://www.youtube.com/watch?v=LWmLIq8q1Xg

https://en.wikipedia.org/wiki/Negative_mass

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%B4%88%EC%9C%A0%EC%B2%B4