La “masa negativa” acaba de ser creada en el laboratorio

Un condensado de Bose-Einstein, un estado en el que las partículas pasan al nivel de mínima energía, mostrado en tres momentos.

Experimento rápido: empuja la taza de café que tienes al lado y observa su movimiento. O no lo hagas, la experiencia y las leyes fundamentales de la física newtoniana te permiten saber cómo se comporta la materia en el mundo visible y sabes que este objeto seguirá la dirección del empuje y se moverá hacia delante. Puede que incluso sepas que esto lo recoge la se segunda Ley de Newton, por la cual la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

Pues bien, si esta taza de café que has empujado estuviera formada por materia con masa negativa, respondería volviéndose hacia ti, en la dirección contraria en la que has ejercido la fuerza. No es ciencia ficción (ni magia, ni una ilusión óptica): la masa negativa es una hipótesis científica de la que existen pruebas de su existencia, sin que eso suponga una violación de la teoría de la relatividad general. Incluso algunos físicos consideran que la masa negativa podría estar relacionada con la energía oscura, los agujeros negros y las estrellas de neutrones.

Para entender el comportamiento de esta materia exótica (se denomina así a toda aquella que no cumple las leyes de la física observable), la ciencia no ha parado de  intentar recrear masa negativa en laboratorio. Pues bien, ahora, investigadores de la Universidad de Washington (EE.UU.) han conseguido crear un fluido de átomos muy fríos que actúan como si tuvieran masa negativa, es decir, que cuando es empujado en una dirección, acelera en la dirección opuesta a la del impulso. El trabajo ha sido publicado en la revista Physical Review Letters.

Para crear este curioso fluido, los investigadores han utilizado láseres para enfriar átomos de rubidio a una temperatura cercana al cero absoluto. De esta forma han concebido un condensado de Bose-Einstein, un estado en el que las partículas pasan al nivel de mínima energía (estado fundamental), se desplazan a una velocidad extremadamente lenta y se comportan como un superfluido, un estado de la materia caracterizado por la ausencia total de viscosidad, de manera que, en un circuito cerrado, las partículas fluyen interminablemente. Bajo estas condiciones, el fluido se olvida de los principios de la física clásica y adquiere el extraordinario comportamiento de la mecánica cuántica: las partículas empieza a actuar como ondas y ocupan una posición en el espacio que no puede ser determinada con precisión.

Usando láseres, los científicos han mantenido el superfluido en un recipiente cerrado de 100 micrómetros de diámetro. Mientras está dentro de este recinto, el superfluido conserva su masa y se comporta según la física clásica, pero cuando los átomos de rubidio son excitados con otros láseres, se mueven hacia adelante y hacia atrás para cambiar su rotación y poder escapar del espacio cerrado. Una vez fuera, este cambio de rotación se traduce en que se comportan como si tuvieran masa negativa. “Cuando los empujas, se aceleran en la dirección contraria. Es como si el rubidio topara con un muro invisible”, explica Michael Forbes, uno de los miembros del equipo investigador. 

Según Forbes, “la primera buena noticia es que tenemos el control sobre la naturaleza de esta masa negativa”. Los investigadores aseguran que el experimento se corresponde y confirma lo que otros equipos han podido constatar en diferentes investigaciones previas, y aseguran que este fluido permitirá abrir la puerta a la investigación de algunas condiciones de la materia que aún desconocemos.

 

Beatriz de Vera
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