Si empujas una bola ordinaria, se aleja de tu mano. No hay sorpresa allí. Pero si empujaras una bola con masa negativa, en realidad aceleraría hacia atrás, moviéndote hacia ti. Puede ser difícil imaginar cómo esto podría ser posible, pero de acuerdo con la física newtoniana, debería funcionar en teoría.
Ahora, un equipo de la Universidad del Estado de Washington ha demostrado el fenómeno en la práctica, creando un fluido que tiene las propiedades de la masa negativa.
Parte de la dificultad que tenemos para imaginar un objeto con una masa negativa puede provenir de nuestro uso de la palabra. En una conversación informal, la palabra “masa” se suele intercambiar con “peso”, pero hay una diferencia: la masa esencialmente describe la cantidad de materia que constituye un objeto, mientras que el peso es la cantidad de fuerza (generalmente la gravedad) que actúa sobre eso. objeto.
En el uso regular aquí en la Tierra, los dos están estrechamente vinculados, pero lleve un objeto con una masa de 1 kg a la Luna y pesará solo una sexta parte de eso, debido a la gravedad más débil. Un objeto con una masa de -1 kg no solo flotará desde el suelo hacia el espacio, sino que mostrará otro comportamiento extraño.
La segunda ley de movimiento de Newton dice que una fuerza en un objeto es igual a su masa multiplicada por su aceleración (F = ma), por lo que si esa masa es un número negativo, la fuerza también será negativa. Eso es lo que hace que el extraño fluido se acelere hacia atrás y se presione contra lo que sea que lo empuja, en lugar de moverse en la dirección de la fuerza.
Para eso estamos acostumbrados a la mayoría de las cosas “, dice Michael Forbes, autor del estudio.” Con la masa negativa, si presionas algo, se acelera hacia ti “.
Los investigadores del estado de Washington crearon el fluido de masa negativa utilizando lo que se conoce como un condensado de Bose-Einstein, un estado peculiar de la materia que actúa como un superfluido, donde las partículas se mueven en ondas y pueden fluir sin perder energía.
Estos condensados permiten a los científicos estudiar la mecánica cuántica, y se utilizaron recientemente para crear una forma de materia previamente hipotetizada conocida como supersólido.
El equipo formó el condensado de Bose-Einstein al reducir la velocidad de los átomos de rubidio con los láseres, que los enfrían ligeramente por encima del cero absoluto y los mantienen confinados en un área en forma de cuenco de unos 100 micrones de ancho.
Luego, los científicos golpearon esos átomos con otro conjunto de láseres que cambiaron la forma en que giran, un fenómeno conocido como “acoplamiento de órbita de giro”. Eso le da al rubidio las propiedades de una sustancia con masa negativa cuando se le permite fluir fuera de la forma del tazón, lo que, según los investigadores, hace que parezca que está golpeando una pared invisible.
“Lo primero aquí es el control exquisito que tenemos sobre la naturaleza de esta masa negativa, sin ninguna otra complicación”, dice Forbes. “Proporciona otro ambiente para estudiar un fenómeno fundamental que es muy peculiar”.
La sustancia extraña podría permitir a los científicos estudiar algunas de las fuerzas más misteriosas del universo, como los agujeros negros y la energía oscura. La investigación fue publicada en la revista Physical Review Letters.
Fuente: Universidad Estatal de Washington.
