Crean MASA NEGATIVA en Laboratorio

SUPERFLUIDO con MASA NEGATIVA

Físicos de la Universidad Estatal de Washington  han conseguido crear con éxito un líquido con masa negativa, que tiene la particularidad que si se empuja, acelera en dirección contraria.

Este fenómeno que a partir de ahora se va a poder crear en condiciones de laboratorio será utilizado para explorar algunos de los conceptos más desafiantes del cosmos.

Desde que Newton formuló su teoría de la gravedad ha habido al menos tres cantidades conceptualmente distintas a las que se ha llamado masa: la masa inercial, la masa gravitacional "activa" (que es el origen del campo gravitatorio), y la masa gravitacional "pasiva", que es la masa que se percibe como evidente debido a la fuerza que se produce en un campo gravitatorio.

Es importante recordar que el principio de equivalencia de Einstein postula que la masa inercial debe ser igual a la masa gravitacional pasiva; mientras que la ley del momento requiere que la masa gravitacional activa y pasiva sean idénticas.

Todos los experimentos hasta la fecha han demostrado que estas masas son lo mismo. Al considerar la masa negativa es importante tener en cuenta cuál de estos conceptos de masa son negativos; sin embargo, en la mayoría de análisis de la masa negativa se asume que el principio de equivalencia y la conservación del momento se siguen cumpliendo.

El sentido común nos dice que no puede existir masa negativa, pero en la realidad no existen razones por las que la materia no pueda tener una masa negativa, de la misma forma que una carga eléctrica puede ser tanto positiva como negativa.

Sin embargo, nadie suele pensar en esos términos, y nuestra experiencia diaria solo nos muestra los aspectos positivos de la segunda Ley de Newton, según la cual una fuerza es igual a la masa de un objeto multiplicada por su aceleración.

En otras palabras, si empujamos un objeto, éste acelerará en la dirección en la que le hemos empujado. La masa acelerará siempre en la dirección en la que se ejerce la fuerza, y no en la contraria. 

Pero si empujas algo con masa negativa, el objeto acelerará hacia ti.

Este comportamiento es totalmente inconsistente con el acercamiento por sentido común y el comportamiento que se espera de la materia 'ordinaria' pero es completamente consistente en términos matemáticos y no introduce ninguna violación de la conservación del momento o la energía. Si las masas del sistema son iguales en magnitud pero de signo opuesto entonces el momento del sistema se mantiene a cero si viajan juntas y aceleran juntas independientemente de la velocidad:

 

y de manera equivalente para la energía cinética  :

Como crearon masa negativa ?

En el estudio de la Universidad Estatal de Washington, Forbes y sus colegas crearon las condiciones para conseguir una masa negativa enfriando átomos de rubidio apenas un poco por encima del cero absoluto (-273 grados centígrados), creando así lo que se conoce como un condensado Bose-Einstein. En ese estado las partículas se mueven con una extraordinaria lentitud y, según los principios de la Mecánica Cuántica, empiezan a comportarse como ondas.

condensado Bose-Einstein

Las partículas se sincronizan y se mueven al unísono en lo que se conoce como superfluido, que fluye sin perder energía en el proceso. La técnica utilizada por los investigadores evita algunos de los defectos subyacentes con los que tropezaron anteriores intentos de obtener masa negativa. "Lo que hemos conseguido aquí -explica el científico- en un exquisito control sobre la naturaleza de esta masa negativa, sin ninguna otra complicación"

El trabajo proporciona a los científicos una herramienta completamente nueva para poder estudiar la masa negativa en el Universo, como por ejemplo en estrellas de neutrones o en fenómenos cosmológicos como agujeros negros o la energía oscura, donde los experimentos directos son imposibles.