Aconsegueixen crear massa negativa en un laboratori

Un equip de físics de la Universitat Estatal de Washington ha aconseguit crear amb èxit un fluid de massa negativa. Es tracta d'alguna cosa estranya i que va contra la nostra intuïció sobre com han de succeir les coses. Per exemple, si empenyem una massa negativa, aquesta no es mourà en la direcció esperada, sinó en la contrària a la direcció de l'empenta. Un comportament que la diferencia de qualsevol dels objectes que hi ha al món que coneixem.

Per Michael Forbes, professor de Física i Astronomia a la Universitat de Washington, aquest fenòmen, molt difícil de recrear en condicions de laboratori, es pot utilitzar per explorar alguns dels conceptes més desafiadors de tot l'Univers. El treball es va publicar fa uns mesos a Physical Review Letters.
En principi, no hi ha raons per les que la matèria no pugui tenir una massa negativa, de la mateixa manera que una càrrega elèctrica pot ser tant positiva com negativa. No obstant això, ningú sol pensar en aquests termes, i la nostra experiència diària només ens mostra els aspectes positius de la segona Llei de Newton, segons la qual una força és igual a la massa d'un objecte multiplicada per la seva acceleració (F = ma ). En altres paraules, si empenyem un objecte, aquest accelerarà en la direcció en la que l'hem empès. La massa accelerarà sempre en la direcció en què s'exerceix la força, i no en la contrària.

Si empenys una massa negativa s'acosta
"Així -diu Forbes- és com funcionen la majoria de les coses que estem acostumats a fer. Però si empenys una mica amb massa negativa, l'objecte accelerarà cap a tu".
Forbes i els seus col·legues van crear les condicions per aconseguir una massa negativa refredant àtoms de rubidi tot just una mica per sobre del zero absolut (-273 graus centígrads), creant així el que es coneix com un condensat Bose-Einstein. En aquest estat, que deu el seu nom a les prediccions de Satyendra Nath Bose i Albert Einstein, les partícules es mouen amb una extraordinària lentitud i, segons els principis de la mecànica quàntica, comencen a comportar-se com ones. Les partícules es sincronitzen i es mouen a l'uníson en el que es coneix com un superfluid, que flueix sense perdre energia en el procés.

Dirigits per Peter Engels, també professor de Física i Astronomia a la Universitat de Washington, els investigadors van crear en el seu laboratori aquestes condicions utilitzant làsers per anar alentint les partícules, refredant i permetent alhora que les més calentes s'escapessin com vapor, la qual cosa refredava encara més el material.
Els làsers van atrapar els àtoms de rubidi dipositant-los en una zona molt petita, com si es tractés d'un recipient de tot just cent micres d'ample. En aquest punt, però, la massa del rubidi seguia sent normal. Per crear la massa negativa, va ser necessari aplicar un segon conjunt de làsers que empenyien als àtoms d'un costat a un altre i canviaven el sentit en què giraven. I resulta que quan el rubidi es precipita prou ràpid, es comporta com si tingués massa negativa. "En aquest punt -explica Forbes- si ho empenys, accelera cap enrere. És com si el rubidi estigués colpejant una paret invisible".

Finestra a la massa negativa
La tècnica utilitzada pels investigadors evita alguns dels defectes subjacents amb què van ensopegar anteriors intents d'obtenir massa negativa. "El que hem aconseguit aquí -explica el científic- en un exquisit control sobre la naturalesa d'aquesta massa negativa, sense cap altra complicació".
El treball proporciona als científics una eina completament nova per a poder estudiar la massa negativa a l'Univers, com per exemple en estrelles de neutrons o en fenomens cosmològics com forats negres o l'energia fosca, on els experiments directes són impossibles.


Font: ABC Ciencia