近日，美国华盛顿州立大学 (WSU) 的物理学家创造出了具有负质量的超液体。当然，这并不意味着用秤称量这种物质时读数会显示负数，而是一种力学上的体现：推动这种物质时，它不会沿着力的方向加速，反而会迎着推力加速。

这项研究发表于近期的《物理评论快报》上。领导这个实验的迈克尔·福布斯（Michael Forbs）是WSU物理与天文系的一位助理教授，他说：“这种现象很难在实验室产生，但它有着重大的意义，可以用来加深我们对宇宙的理解。”

福布斯教授表示，牛顿第二定律（F=ma）告诉我们，作用于物体上的力等于这个物体的质量与其加速度的乘积。通俗点说就是，如果我们去推一个正质量物体，它会被我们推着往前走。可对于一个具有负质量的物体来说，其加速度与受到的力反向，去推一个负质量物体时，我们会被它推着往回走。

我们可以开一下脑洞，负质量在生活中会有什么有趣的现象？

大街上跑的负质量汽车个个都挂着倒档向前飞驰；超市的顾客被负质量手推车拉着向前走；发射火箭也不再发愁燃料了，固定架打开的瞬间，负质量火箭就如轰炸机投下的一枚炸弹一样“坠入”深空。当然这些想象荒谬而遥远，这次发现的负质量还远远做不到这种程度。

物理学家的魔术表演

实际上这次的发现并不是一种新的物质，而是物理学家用一堆铷原子（它们具有正质量）来进行的一次魔术表演，严格地说，它甚至并不能被称作负质量物体，而是一种负质量现象或者负质量效应：在某一个特定状态下，在某一个特定的时空区域，突然间牛顿第二定律前面就需要加个负号了，就是这样。

实验过程是这样的。福布斯教授和他的团队用激光把10000个铷原子（87Rb）束缚在一个很小的区域里，然后再用另一束激光把它们冷却到接近绝对零度。此时这团铷原子进入了全新的状态：玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）。在玻色爱因斯坦凝聚态下，不会再有单独的原子存在，这10000个铷原子会融合在一起，成为一片混沌。

这块BEC被困在一个雪茄状的一维势阱中，福布斯用另外两束激光使铷原子产生自旋轨道耦合（spin-orbital coupling SOC），SOC BEC的能量色散曲线不再是通常的抛物线，而是在临近底部的地方有一个小突起，这个区域的曲率为负，对应着负的等效质量，扩散到这个区域的BEC就相应地有负质量了。

起初BEC被困在靠左边的最低能量上，福布斯撤掉了束缚后，这块BEC开始扩散，左边正常扩散，而右边的扩散进入了负质量区域（图a的灰色带），影响信号也显示，BEC的扩散明显受到了阻碍，像是被什么东西挡住了。

想像地上的一桶沙子，把桶壁撤走时沙子由于重力的因素会向四周扩散，当沙子在某一个方向上扩散到负质量区域时，它们不再向外扩散而是向内收敛，因为重力的作用在这个区域从吸引变成了排斥，此时的沙堆像被一堵墙堵住了一样。那10000个铷原子形成的BEC就像这堆扩散的沙子，在负重力的区域开始掉头向回走。

铷原子始终是原来的铷原子，货真价实，质量为正，所谓的负质量只不过是用精密仪器创造出的一个假象。其实，这个实验所创造的负质量是一种量子现象，很多量子现象是原子尺度的，对它们的观测非常困难，这个实验可以用照相机做宏观上的观察，还要得益于一种物理现象：玻色爱因斯坦凝聚。

玻色爱因斯坦凝聚

物理学家是一群酒鬼，他们经常去一家叫LASER的酒吧，并且总喜欢点一杯玻色-爱因斯坦凝聚。

玻色爱因斯坦凝聚是物质的一种特殊凝聚态，它是由全同玻色子在极低的温度下形成的。

世界上的所有原子都可以分为两类，费米子和玻色子。费米子遵循“费米-狄拉克统计”（Fermi-Dirac statistics）。这意味着全部费米子都要符合泡利不相容原理（Pauli’s exclusion principle），多个费米子无法处于同一个量子态。