Вони лише переносять імпульс енергії, яка змушує коливатися атоми або молекули речовини, через яке вони проходять. Однак, дослідники з Колумбійського університету після серії теоретичних досліджень і розрахунків визначили, що звукові хвилі, представлені у вигляді квазичастиц - фононів, не тільки мають масу, але і виробляють дуже слабке гравітаційне поле. Більш того, згідно з результатами цих розрахунків, фонони мають негативну масу і, як наслідок, виробляють негативну гравітацію.
Перша ознака, що вказує на наявність відмінною від нуля маси у звукових хвиль, міститься в так званій теорії точкових частинок (point-particle theory). Відповідно до цієї теорії, фонони, що знаходяться в середовищі надплинних рідин при температурі близькій до температури абсолютного нуля, піддаються впливу сил гравітації, при цьому, сила взаємодій залежить виключно від енергії (імпульсу) фонона і рівняння, що описує стан супержідкості. Якщо взяти за основу традиційні рівняння, то величина взаємодій фонона і гравітації відповідає негативній масі квазічастинки, тобто під впливом земної гравітації, наприклад, траєкторія руху фонона загинатиметься вгору.
Такий ефект абсолютно еквівалентний ефекту стандартного заломлення, описуваного законом Снеллиуса (Snell's law). У присутності гравітації тиск супержідкості залежить від глибини, а від тиску, в свою чергу, залежить швидкість поширення звукових хвиль. В результаті цього, фонони в надплинній речовині НЕ рухаються по прямих шляхах, а це відхилення дуже добре описується з точки зору наявності "гравітаційної маси" фонона.
Обчислення маси фонона показали, що вона має досить маленьку величину. Якщо взяти супержідкость з гелію-4 і створити в ній фонон з дуже високою для цього виду частинок енергією (1 кеВ / с), то його маса складе 1 ГеВ / с 2, тобто не більше маси одного атома гелію.
Зараз вчені розробляють експериментальну установку, за допомогою якої ефект "гравітаційної маси" фонона може бути виявлений і вивчений на практиці. Передбачається, що роль надплинної речовини в цій установці буде грати хмара конденсат Бозе-Ейнштейна або певні молекулярні гази, за допомогою яких можна отримати низькі значення швидкості звукових хвиль.
Одним з перешкод, яке стоїть на шляху вчених, є те, що сучасні атомні годинники і квантові гравітометри можуть виявляти зміни гравітаційних полів не менше кількох часткою нм / с2. Цього недостатньо для проведення вимірювань маси фононів і вченим доведеться вдатися до деяких хитрощів для того, щоб посилити досліджуваний ефект. В іншому ж випадку їм доведеться чекати ще досить довго, поки не з'являться вимірювальні методи наступних поколінь, які мають прийнятний поріг чутливості.

Джерело: https://www.dailytechinfo.org