Imagina que presionas un objeto y, como si se topara con una pared invisible, en vez de moverse hacia adelante, sale disparado hacia atrás. Probablemente nos quedaríamos tan perplejos que no sabríamos qué ha pasado. Entonces es cuando alguien con bata llega y te advierte que no juegues con su "ladrillo de masa negativa", por favor. Pero, ¿tiene esta escena algún sentido? Puede que más de lo que esperamos.

¿Qué es la masa negativa?

Repasemos la segunda ley de Newton: fuerza es igual a masa por aceleración (resumiendo). Esto se traduce a que la fuerza resultante depende de la masa del cuerpo a la que se le aplicamos así como la aceleración a la que se somete. La aceleración impresa por el empujón combinado con la masa del ladrillo imaginario de antes darían como resultado la fuerza resultante, que va en una dirección y en un sentido de dicha dirección. Pero atención, si la masa es negativa, tal y como nos ha advertido el anterior señor con bata, una de las componentes de nuestra fórmula será negativa. En definitiva, que nuestro ladrillo hipotético de masa negativa se desplazará justo al contrario de lo que esperábamos. ¿Es esto posible? La respuesta no es sencilla.

La existencia de la masa negativa es todavía objeto de muchas discusiones teóricas. La gravedad es única en muchos sentidos y los científicos siguen luchando fieramente para poder incluir esta fuerza en una teoría unificada que lo explique todo. Mientras tanto, a ojos del modelo estándar de partículas, la gravedad no puede tener una antipartícula (como el resto de fuerzas). Por tanto, según este modelo, no puede existir la masa negativa. Sin embargo, la relatividad general sí que describe las leyes para antipartículas de gravedad. ¿Cuál de las dos tiene la razón? Para muchos científicos, por muy contraintuitivo que resulte, parece algo posible dentro del universo físico.

masa negativa
Ampolla con rubidio líquido

Una de las manifestaciones más extrañas de este concepto, según la teoría de la relatividad, es que al tener una masa negativa, la flecha temporal (el valor asociado al tiempo de una partícula) se invierte, por lo que virtualmente la partícula iría hacia el pasado desde nuestro punto de vista. Existen varias evidencias que muestran que la masa negativa podría existir en nuestro universo. Pero todavía no es algo que se haya conseguido observar. ¿O sí? Eso mismo es lo que dicen haber logrado en un laboratorio de Washington.

Creando un fluido con masa negativa

En el laboratorio de física de la Washington State University afirman haber conseguido crear un fluido con masa negativa. Técnicamente, este fluido se desplaza, como explicábamos, justo al revés de lo esperado, como si se topara con una fuerza invisible. Para ello, han recreado las condiciones adecuadas enfriando átomos de rubidio a temperaturas cercanas al cero absoluto. En estas circunstancias lo que se generan son condensados de Bose-Einstein. En este estado, las partículas se mueven extremadamente lentas, como ondas, siguiendo los extravagantes principios de la mecánica cuántica. Este condensado se mueve al unísono, como un superfluido, que fluye sin perder energía por rozamiento.

partículas subatomicas

Con este superfluido, mediante unos láseres especiales (y que también se usan para enfriar los átomos), se "estimula" a los átomos de manera que se comportan como si de un fluido con masa negativa se tratase. En realidad no consiguen que la masa sea realmente negativa. Pero sí el mismo comportamiento. Entonces, ¿para qué sirve este hallazgo? Muy sencillo, en primer lugar, con esta técnica los científicos pueden comprobar algunas de las hipótesis asociadas a esta idea tan extraña de la masa negativa. En segundo, también podrán estudiar un fluido que virtualmente tiene esta propiedad. Y todo para entender mejor los fundamentos de un universo que, aunque es de por sí maravilloso, no deja de seguir sorprendiéndonos.