Un equipo crea “masa negativa efectiva” en un laboratorio

Cuando se trata de objetos y fuerza, las tres leyes de movimiento de Isaac Newton son bastante sencillas. Aplicar la fuerza a un objeto en una dirección específica, y el objeto se moverá en esa dirección. Y a menos que haya algo que actúe en contra de ello (como la gravedad o presión de aire) se mantendrá en movimiento en esa dirección hasta que algo lo detenga. Pero cuando se trata de “masa negativa”, ocurre exactamente lo contrario…

Como su nombre sugiere, el término se refiere a la materia cuya masa es opuesta a la de la materia normal. Hasta hace pocos años, la masa negativa era predominantemente un concepto teórico y sólo se había observado en entornos muy específicos. Sin embargo, según un estudio reciente realizado por un equipo internacional de investigadores, lograron crear un fluido con una “masa efectiva negativa” en condiciones de laboratorio por primera vez.

Para ponerlo en los términos más simples, la materia puede tener una masa negativa de la misma manera que una partícula puede tener una carga negativa. Cuando se trata del Universo que conocemos y estudiamos de forma regular, podríamos decir que sólo hemos encontrado la forma positiva de masa. De hecho, se podría decir que es la misma situación con la materia y la antimateria. La física teórica nos dice que ambos existen, pero sólo vemos uno de manera regular.

De acuerdo con el estudio del equipo, que se publicó recientemente en Physical Review Letters (bajo el título “Negative-Mass Hydrodynamics in a Spiny-Orbit-Coupled Bose-Einstein Condensate”), se puede crear una masa negativa efectiva alterando el spin (Órbita de átomos). Conducido por Peter Engels, un profesor de física y astronomía de la Universidad Estatal de Washington, esto consistía en el uso de un láser para controlar el comportamiento de los átomos de rubidio.

Comenzaron utilizando un solo láser para mantener los átomos de rubidio en un recipiente que medía menos de 100 micras de diámetro. Esto tuvo el efecto de desacelerar los átomos y enfriarlos a sólo unos pocos grados por encima del cero absoluto, lo que dio lugar a que el rubidio se convirtiera en un condensado superfluido.

Básicamente, esto significa que sus partículas se mueven muy lentamente y se comportan como ondas, pero sin perder ninguna energía. A continuación, se aplicó un segundo conjunto de láseres para mover los átomos de un lado a otro, cambiando efectivamente la forma en que giran.

Pero después de la aplicación del segundo láser, el rubidio se precipitó hacia fuera y aceleró en la dirección opuesta, consistente cómo una masa negativa lo haría. Esto representó una ruptura con los experimentos de laboratorio anteriores, donde los investigadores eran incapaces de conseguir que los átomos se comportaran de una manera consistente con la masa negativa.

Y aunque las noticias de este experimento se han encontrado con fanfarria y afirma que los investigadores habían “reescrito las leyes de la física”, es importante enfatizar que esta investigación ha creado una “masa efectiva negativa”, que es fundamentalmente diferente de una masa negativa.

Los físicos utilizan el preámbulo “eficaz” para indicar algo que no es fundamental pero emergente, y la definición exacta de tal término es a menudo una cuestión de convención. El “radio efectivo” de una galaxia, por ejemplo, no es su radio. La “carga nuclear efectiva” no es la carga del núcleo. Y la “masa negativa efectiva” -lo adivinaste- no es una masa negativa. La masa efectiva es meramente una cantidad matemática práctica para describir el comportamiento del condensado.

En otras palabras, los investigadores pudieron conseguir que los átomos se comportaran como una masa negativa, en lugar de crear una. Sin embargo, su experimento demuestra el nivel de control que los investigadores tienen ahora al realizar experimentos cuánticos, y también sirve para aclarar cómo la masa negativa se comporta en otros sistemas. Básicamente, los físicos pueden usar los resultados de este tipo de experimentos para investigar los misterios del Universo donde la experimentación es imposible.

Estos incluyen lo que sucede dentro de las estrellas de neutrones o lo que transpira bajo el velo de un horizonte de sucesos de un agujero negro. Tal vez incluso podrían arrojar algo de luz sobre las cuestiones relativas a la energía oscura.

Un comentario sobre “Un equipo crea “masa negativa efectiva” en un laboratorio

  • el abril 24, 2017 a las 10:24 pm
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    Fuente por favor. Me interesa el tema y su autenticidad

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