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Anzuelo de pescar internautas con bulos y estafas

Artículo de evaluación

¿Encontraron masa negativa los expertos en física de Forbes et al.?

Condensado de Bose-Einstein, solo es masa negativa efectiva
FALSO
27 Abril 2017
Una de las costumbres más problemáticas que tenemos los físicos es la de secuestrar palabras del vocabulario común para darles un significado técnico que, en ocasiones, nada tiene que ver con el uso popular del término. Podemos saber o ignorar qué es Malva parviflora o el Clorhidrato de ambroxol, pero es poco probable que le asignemos un significado ambiguo. En cambio, cuando un fíico nos dice que los quarks vienen en tres colores: rojo, verde y azul; o que el sonido de ciertas corrientes marinas puede ser detectado por los satélites meteorológicos, no sabemos si ignoramos el contenido del mensaje porque cada una de las palabras (excepto, quizás quark) nos es conocida del lenguaje común.

contenido esponsorizado

 

Desde luego, los quarks —partículas elementales que se unen para constituir protones, neutrones y todo un zoológico (otra apropiación arbitraria) de partículas compuestas— son mucho más pequeños que la más pequeña longitud de onda visible; no tiene sentido hablar de su “color”. Si los físicos lo hacemos, es porque vienen en tres tipos —seis, si incluimos sus antipartículas— y las reglas con que los colores primarios se combinan son una buena mnemotecnia para las combinaciones de esas partículas al formar otras más complejas.

 

Recuerdo haber asistido una vez a una conferencia sobre ballenas, donde el expositor aceleró los registros de llamadas de ballenas para que sonaran más agudos y compararlos con los cantos de las aves. Nuestros oídos son sensibles a frecuencias de 20 a 20 000 ciclos por segundo y nuestro cerebro es extraordinariamente bueno para analizar señales auditivas. Por eso, cuando los físicos encuentran una frecuencia que está fuera del rango audible, aceleran o retardan el registro con el equivalente al truco del canto de las ballenas. El registro no necesita ser siquiera de sonido; puede ser el de cualquier tipo de onda: eléctrica, gravitacional, magnética. Si su frecuencia se modifica para que quede en el rango audible y se alimenta una bocina con él, puede ser oída. Por eso los físicos hablan del silbido de las ondas gravitacionales o del “sonido” de ondas atmosféricas con frecuencias de pocos ciclos por día o por semana.

 

Desafortunadamente, son muy pocas las agencias noticiosas que incluyen un párrafo como los dos anteriores en sus comunicados y en consecuencia producen bulos espectaculares al interpretar literalmente el metafórico lenguaje de los físicos.

 

Hay dos maneras de asignar un número a un concepto en física:

  1. Leerlo directamente de un medidor, y
  2. Calcularlo a partir de una serie de lecturas en uno o varios medidores.

Cuál usemos depende de las circunstancias. Leemos la cantidad de harina para el pan directamente de la carátula de nuestra báscula de cocina; calculamos la masa de la Tierra a partir del valor del radio de la Tierra —a su vez, calculado bajo otras instrucciones— y la fuerza gravitacional sobre una masa conocida.

 

Hay un tercer modo de asociar un número a un concepto en física. No lo incluí en la lista anterior porque es peligroso. Visto superficialmente, puede inducir a confusiones como las mencionadas en el primer párrafo. Voy a considerar en algún detalle un ejemplo: la altura efectiva de la atmósfera.

La atmósfera de la Tierra, como la de cualquier planeta, es una capa de gas que se va haciendo más tenue conforme aumenta la distancia a la superficie del astro, como muestra esta figura de Wikipedia (q.v. “Atmosphere of Earth”[1]) No existe un límite definido superior a la atmósfera. Sin embargo, sabemos que se expande con la temperatura y que, en otros planetas, la atmósfera se extiende más o menos que en la Tierra. Sería conveniente —se pensó alguna vez— tener un parámetro H que nos informe acerca de eso. Alguien observó que hay una combinación de las variables aceleración gravitacional en superficie g, constante de gases para el aire R y temperatura en superficie T

 

Fórmula física, densidad altura efectiva de la atmósfera
 

que tiene dimensiones de longitud (es decir, metros) y que regula la tasa en que la densidad y la presión atmosférica van disminuyendo con la altura. De dónde sale y bajo qué supuestos surge esa relación no es importante para el argumento que estamos considerando —quienes quieran pueden ver un desarrollo en alguna página web[2]. Lo importante es que

 

  1. Tiene dimensiones de longitud, al ser calculado;
  2. Crece y decrece con la temperatura y con la densidad en superficie y la composición de gases, así que puede ser usado en cualquier otro planeta.

 

Debido a que, al combinar las unidades el resultado del cálculo nos da en metros, y que el parámetro H nos informa acerca de la distribución espacial de la atmósfera, se le dió el desafortunado nombre de “Altura efectiva de la atmósfera”, término que va desapareciendo poco a poco. Quien oiga que la altura efectiva de la atmósfera es de alrededor de 8.5 Km, pensará que los jet comerciales, que vuelan usualmente a 12 Km, lo hacen fuera de ella. No, la “altura de la atmósfera” es sólo un parámetro calculado por una combinación no tan arbitraria de variables, que es útil para efectos de predicción y comparación, pero que no tiene nada que ver con el límite de la atmósfera.

 

Algo así ocurrió hace unos días, cuando varios de los principales diarios del mundo[3] pescaron el título de un artículo publicado en el prestigiado Physics Review Letters “Negative mass hydrodynamics in a Spin-Orbit–Coupled Bose-Einstein Condensate”[4]  () y echaron a correr con él, relacionándolo con hoyos negros y la expansión del universo.

 

Empecemos aceptando que gran parte de la culpa es de los físicos mismos. Forbes y compañía, confiados en que su artículo sería leído por colegas cercanos, supusieron que el “masa” en su título sería interpretado como “masa efectiva”. Error en esta época de difusión internet.

 

La masa de un objeto se puede medir, pues, o calcular a partir de alguna relación; hay cientos de relaciones en que la masa participa. Se puede usar cualquiera de ellas.

 

Una, en particular, involucra dos conceptos centrales en física: el momentum o cantidad de movimiento p y la energía E. Voy a poner la relación por pura perversidad. Lo importante no es la relación, sino el hecho de que la relación existe:

 

Fórmula física, momentum y energía.
 

Y, ¿Qué pasa si tenemos algo —como lo que ocurre con la altura en nuestro ejemplo atmosférico— que tiene energía y momentum, pero no tiene nada que podamos medir como masa? Bueno, hacemos el cálculo de la relación de todas maneras, e indicamos de algún modo —por ejemplo, con el prefijo “seudo” o, sí, adivinaron, el adjetivo “efectiva”— que no estamos hablando de la masa de verdad, sino de una cantidad que resultó de aplicar una relación, que bien puede dar resultados negativos, y que sirve para predecir el comportamiento de lo que nos interesa. Esta es una añeja tradición en física; así, hablamos, como más arriba, de la altura efectiva de la atmósfera terrestre o del radio efectivo del Sol —ambos entidades de gas que se van atenuando poco a poco a través del universo que los rodea, sin un límite definido— y un largo etcétera.

 

¿Encontraron Forbes et al. masa negativa?

No. Usaron el cálculo de masa efectiva, un constructo matemático inspirado por el cálculo de masa donde se puede, para describir el comportamiento de un plasma cuando se le retira el potencial que lo tiene confinado: lo que pasa es que se expande un rato y después deja de hacerlo. Como dice Sabine Hossenfelder en la nota citada arriba, ese es el apretado resumen del artículo. Claro, eso no se vuelve viral.

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