Los físicos de la Universidad Estatal de Washington han creado un fluido con masa negativa, que es exactamente lo que parece. Empujalo, y a diferencia de todos los objetos físicos del mundo que conocemos, no acelera en la dirección en que fue empujado. Acelera al revés.

El fenómeno rara vez se crea en condiciones de laboratorio y se puede utilizar para explorar algunos de los conceptos más desafiantes del cosmos. dijo Michael Forbes, un profesor asistente de WSU de física y astronomía y un profesor asistente afiliado en la Universidad de Washington. La investigación aparece hoy en la revista Cartas de revisión física , donde aparece como una "sugerencia del editor".

Hipotéticamente la materia puede tener masa negativa en el mismo sentido en que una carga eléctrica puede ser negativa o positiva. La gente rara vez piensa en estos términos, y nuestro mundo cotidiano solo ve los aspectos positivos de la Segunda Ley del Movimiento de Isaac Newton, en el que una fuerza es igual a la masa de un objeto multiplicada por su aceleración, o F =ma. En otras palabras, si empujas un objeto, acelerará en la dirección en la que lo empuja. La masa se acelerará en la dirección de la fuerza.

"Eso es lo que la mayoría de las cosas que estamos acostumbrados a hacer, "dijo Forbes, insinuando lo extraño que vendrá. "Con masa negativa, si empujas algo, acelera hacia ti ".

Condiciones para masa negativa

Él y sus colegas crearon las condiciones para la masa negativa al enfriar los átomos de rubidio a solo un pelo por encima del cero absoluto. creando lo que se conoce como un condensado de Bose-Einstein. En este estado, predicho por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, las partículas se mueven extremadamente lentamente y, siguiendo los principios de la mecánica cuántica, comportarse como olas. También se sincronizan y se mueven al unísono como lo que se conoce como superfluido, que fluye sin perder energía.

Dirigido por Peter Engels, Profesor de física y astronomía de WSU, Los investigadores del sexto piso de Webster Hall crearon estas condiciones mediante el uso de láseres para ralentizar las partículas, haciéndolos más fríos, y permitiendo caliente, partículas de alta energía para escapar como vapor, enfriar más el material.

Los láseres atraparon los átomos como si estuvieran en un recipiente de menos de cien micrones de diámetro. En este punto, el superfluido de rubidio tiene una masa regular. Romper el cuenco permitirá que el rubidio salga corriendo, expandiéndose a medida que el rubidio en el centro empuja hacia afuera.

Para crear masa negativa, los investigadores aplicaron un segundo conjunto de láseres que impulsaron a los átomos de un lado a otro y cambiaron la forma en que giran. Ahora, cuando el rubidio se precipita lo suficientemente rápido, si se comporta como si tuviera masa negativa. "Una vez que empuja, acelera al revés, "dijo Forbes, quien actuó como un teórico analizando el sistema. "Parece que el rubidio choca contra una pared invisible".

Evitando defectos subyacentes

La técnica utilizada por los investigadores de WSU evita algunos de los defectos subyacentes encontrados en intentos anteriores de comprender la masa negativa.

"Lo primero aquí es el control exquisito que tenemos sobre la naturaleza de esta masa negativa, sin ninguna otra complicación ", dijo Forbes. Su investigación aclara, en términos de masa negativa, comportamiento similar visto en otros sistemas. Este mayor control les da a los investigadores una nueva herramienta para diseñar experimentos para estudiar la física análoga en astrofísica, como estrellas de neutrones, y fenómenos cosmológicos como los agujeros negros y la energía oscura, donde los experimentos son imposibles ". Proporciona otro entorno para estudiar un fenómeno fundamental que es muy peculiar, "Dijo Forbes.