Eureka!

El bloc d'en Quim Bosch

27 de setembre de 2011
0 comentaris

De neutrins i taquions

EinsteinDijous passat van filtrar la notícia, i l’endemà la sala de premsa del CERN bullia d’expectació. Per la tarda ja era oficial: pendents encara d’algunes revisions, un equip d’investigadors havia detectat unes partícules –neutrins- movent-se més ràpides que la llum al buit, aquells famosos 300.000 km/s. L’endemà ens vam llevar amb dos titulars: un parlava d’una revolució a la física, i l’altre que Einstein i la seva teoria de la relativitat estaven equivocats. N’hi ha per tant?

D’entrada, hauríem de tenir molt present que els mateixos científics destaquen que encara estan pendents d’algunes revisions. No fora res d’estrany que després de la revisió final arribessin a la conclusió que les petites diferències que creuen haver detectat no són significatives perquè entren dins dels marges d’error. Ara bé, precisament perquè no fora res d’estrany sorprèn que abans de fer aquestes revisions ja hagin filtrat la notícia, convocat una roda de premsa i enviat un article per a la seva publicació…

Suposem, però, que finalment el que van anunciar es confirmés i tinguéssim constància d’unes partícules viatjant més ràpidament que la llum al buit. Primera pregunta: ¿seria una revolució a la física? Sí, i de les grans, a l’alçada de les de Copèrnic, Newton o el mateix Einstein. Segona pregunta: ¿voldria dir que Einstein i la seva teoria de la relativitat són errònies? No.

E=mc2. Per explicar-ho hauré de fer cinc cèntims de la teoria de la relativitat, de què diu i què no diu i, és clar, de la seva famosa fórmula. Tots estem familiaritzats amb el moviment dels objectes i dels seus canvis, ja sigui per anar més ràpids –el que en solem dir acceleració- o més lents –el que en solem dir frenades. Segons la teoria de la relativitat és impossible accelerar un objecte fins aconseguir que es mogui a la velocitat de la llum al buit, perquè per fer-ho ens caldria una energia infinita. Per accelerar un objecte hem d’aportar-li energia –per accelerar un cotxe, posem per cas, hem de cremar benzina- però segons la teoria de la relativitat no tota aquesta energia serveix per augmentar la velocitat del cotxe sinó que una part d’aquesta energia el que fa és augmentar la massa del cotxe.

Aquesta és la relació que la famosa equació, E=mc2, estableix entre l’energia i la massa d’un objecte. A la velocitat a la que van els nostres cotxes la part d’energia que es converteix en massa és tan petita que és impossible de detectar, però a mida que augmenta la velocitat de l’objecte la fracció d’energia que es converteix en massa és cada vegada més gran i la que serveix per augmentar-ne la velocitat és cada vegada més petita. És lògic que tot això ens agafi per sorpresa, perquè els efectes només comencen a ser apreciables a partit de velocitats extremadament altes, amb les que no ens trobem en la nostra vida quotidiana. Però per objectes que es mouen a velocitats properes a la de la llum la realitat és justament la contrària de la nostra vida quotidiana: la seva velocitat gairebé no canviarà perquè pràcticament tota l’energia que li aportem servirà per incrementar la seva massa. L’equació ens diu que caldria una quantitat infinita d’energia per accelerar aquest objecte fins la velocitat de la llum, per això és impossible fer-ho.

-Vol dir això que res pot anar a la velocitat de la llum? No, perquè evidentment la llum va justament “a la velocitat de la llum”. ¿On és la trampa? Al fet que la llum no té massa. Només les partícules sense massa poden anar a la velocitat de la llum.

-Vol dir això que res pot anar més ràpid que la llum? Tampoc. El que la teoria de la relativitat ens diu és que no podem accelerar un objecte fins aconseguir que arribi a la velocitat de la llum. ¿Però què passaria si hi hagués algun objecte que ja viatgés més ràpid que la llum al buit (més ràpid que aquells famosos 300.000 km/s)? Doncs la mateixa formula d’Einstein ens diu que seria impossible frenar-lo fins reduir la seva velocitat a “només” la de la llum (perquè també ens caldria una energia infinita). De manera que a l’univers hi hauria tres menes de partícules: les que no tenen massa, que es mouen a la velocitat de la llum; i dos tipus de partícules amb massa, les que es mouen per sota de la velocitat de la llum (el món amb que estem familiaritzats, per entendre’ns), i les que es mouen més ràpidament que la llum. La velocitat de la llum seria una mena de barrera infranquejable que cap partícula podria travessar, ni cap amunt ni cap avall.

Fa temps que algú se’n va adonar d’aquesta possibilitat, i va batejar les hipotètiques partícules que viatgessin més ràpides que la llum amb el nom de taquions. Com a mínim fins dijous passat no se n’havia detectat cap. Eren simplement una possible solució a les equacions matemàtiques que semblaven més pròpies de la ciència-ficció que no pas de la ciència. Però al seu dia també l’antimatèria o els forats negres van ser únicament possibles solucions a unes equacions matemàtiques més pròpies de la ciència ficció que no de la ciència…

En cas de confirmar-se -insisteixo: cal ser prudents- l’existència dels taquions no contradiria la teoria de la relativitat. Seria això sí, una autèntica revolució de conseqüències imprevisibles. D’entrada, i d’acord amb la teoria de la relativitat, faria imprescindible l’ús de números imaginaris (arrels quadrades de números negatius) per mesurar l’energia. Potser no és tant estrany, perquè –tot i que és difícil (impossible?) d’entendre- la mecànica quàntica també fa servir números imaginaris a les seves equacions… És molt probable que el concepte de temps i de relació causa-efecte també quedessin afectats. I qui sap quantes coses més!

PS: Dos missatges importants: (1) cal ser prudents, el “descobriment” encara no ha estat confirmat; i (2) en cas que ho fos estaríem davant d’una revolució a l’alçada de les de Copèrnic, Newton o el mateix Einstein.


Us ha agradat aquest article? Compartiu-lo!

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc està protegit per reCAPTCHA i s’apliquen la política de privadesa i les condicions del servei de Google.