En el mundo de la física actual los descubrimientos parecen ser cada vez más asombrosos. Por ejemplo, después de que Peter Higgs predijera el bosón que lleva su nombre, pasaron 50 años hasta que se confirmó su existencia, cosa que le valió el Premio Nobel. Poco después salieron los investigadores a decir que se habían detectado las ondas gravitacionales, asunto que posiblemente sería también candidato a un Nobel. Pues bien, ahora sale un grupo de físicos a informarnos que han creado un fluido con “masa negativa”.
Lo que esto significa es que, al contrario de cualquier objeto físico conocido, cuando se presiona este fluido, éste se acelera hacia atrás en lugar de moverse hacia adelante. Esto, que es totalmente en contra de la intuición, nos podría dar pistas sobre ciertos fenómenos que estamos lejos de entender, como los agujeros negros y las estrellas de neutrones.
Pero antes de decidir que esto es posible, pensemos, ¿podemos tener algo que tenga masa negativa? Al menos en términos teóricos, la materia podría ser capaz de tener masa negativa de la misma forma en que una partícula eléctrica puede tener carga positiva o negativa. Sin embargo, en el mundo real, hablar de masa negativa no parece hacer mucho sentido y ya hay quien se pregunta si eso no estaría violando las leyes de la física.
Si nos remitimos a Isaac Newton y su segunda ley, la cual nos dice que F = ma, es decir, que la fuerza es equivalente a la masa de un objeto por su aceleración, a partir de ahí podríamos decir que la aceleración es igual a la fuerza dividida entre la masa. Si le ponemos un signo menos podríamos decir que tiene masa negativa con aceleración negativa. Y sí, todo esto parece extraño a lo que entendemos de física pero no porque nos parezca así no quiere decir que no pueda ser cierto. Hay de hecho estudios previos que indican que la masa negativa podría existir dentro de nuestro universo sin violar las leyes de la teoría general de la relatividad de Einstein.
Pero además, la idea de la masa negativa parece empezar a pensarse como algo que está ligado a cosas como la energía oscura, los agujeros negros y las estrellas de neutrones. Por ello los investigadores de física han estado en el laboratorio por muchos años intentando recrear la masa negativa, lo cual parece haber tenido algunos éxitos iniciales.
Sin embargo, los investigadores de la Universidad Estatal de Washington dicen que han logrado crear un fluido de átomos súper enfriados que actúan como si tuviesen masa negativa. Y con ello sugieren que finalmente esto podría usarse para poderse estudiar algunos fenómenos que ocurren en este extraño universo en el que vivimos.
Para crear este extraño fluido, el equipo usó rayos láser para enfriar los átomos de rubidio a una fracción del cero absoluto, creando así lo que se conoce como la condensación Bose-Einstein. En ese estado, las partículas se mueven muy, pero muy lentamente y siguen los extraños principios de la mecánica cuántica en lugar de seguir los principios clásicos de la mecánica, lo que quiere decir que empiezan a comportarse como ondas, con una posición la cual no puede ser precisada debido al principio de incertidumbre.
Lo interesante es que estas partículas se sincronizan y se mueven al unísono, formando lo que se denomina un súper fluido, una sustancia que fluye sin perder energía debido a la fricción. El equipo de físicos entonces uso rayos láser para mantener este súper fluido a temperaturas congeladas, pero también confinado a un campo del tamaño de un envase de 100 micrones de diámetro.
Este fluido tiene masa como la conocemos, pero entonces el equipo decidió forzar al súper fluido a que escapara. Usando un segundo conjunto de rayos laser, dispararon contra los átomos una y otra vez para cambiar su spin, rompiendo el confinamiento y permitiendo que el rubidio saliera con una velocidad enorme y se comportara entonces como si tuviese masa negativa. “Una vez que empujas, éste se acelera hacia atrás”, dice uno de los investigadores y agrega: “parece que el rubidio golpea una pared invisible”.
Pero habrá que esperar que se puedan hacer más experimentos y que otros investigadores puedan replicar lo que han hecho en esta universidad. De acuerdo a George Gamow, que hace más de 50 años indicó en su libro “Gravitación”:
“La polarización gravitacional de la materia, que haría posible el crear escudos anti-gravitatorios, requeriría que la materia estuviese constituida por dos tipos de partículas, aquellas que tienen masa gravitacional positiva que podrían ser atraídas por la Tierra, por ejemplo, y aquellas que tuviesen masa gravitacional negativa, lo que haría que la Tierra las repelería. En la naturaleza no se conocen partículas con masa negativa gravitacional. Esto parece indicar que la materia no puede ser polarizada gravitacionalmente”.
No obstante esto, la ciencia sólo puede avanzar cuando nos despojamos de nuestros prejuicios. La naturaleza nos sorprende todos los días. Tal vez estemos ante un nuevo capítulo de la física que bien podría llevar a desarrollos nunca antes siquiera imaginados. Habrá que estar atentos a cómo se siguen dando estos avances y si esta idea de la masa negativa tiene en realidad sentido físico.
Referencias: Science Alert