de acuerdo con la "realidad" del mundo físico.
Creo
que a la mayoría (por lo menos a mí), nos es muy
difícil, si no imposible, imaginarnos algo sin crear
una imagen concreta de ese algo.
El concepto matemático es totalmente abstracto, no
necesitan imaginarse nada para crear relaciones
lógicas y sus consecuencias por absurdas que nos
puedan parecer.
Así sucedió con los agujeros negros derivados de la
teoría de la relatividad llevada al extremo cuando el
campo gravitacional, deformación del espacio-tiempo,
se hace tan grande, que el tiempo se hace negativo y
que a cierta distancia de su centro, exista una esfera
(event horizon), donde el tiempo es cero.
Para mí es muy difícil concebir que para un fotón, que
viaja a la velocidad de la luz, el tiempo es cero,
¿quiere decir que nunca ha existido? o ¿que siempre ha
existido?
La misma palabra existir, pierde su concepto.
A los matemáticos, no les preocupan las implicaciones
filosóficas, ellos manejan sus ecuaciones en una forma
lógica y sacan sus conclusiones.
Así le sucedió a Pablo Dirac, desafortunadamente (para
mí), tenemos que meternos con algo de matemáticas;
resulta que cuando Dirac se puso a analizar la famosa
ecuación de Einstein
E = mc2,
Ecuación que en sus términos más generales es:
E2
= m2c4+
p2c2,
Donde cada uno de sus términos significa lo siguiente:
E es la energía de una partícula.
m su masa.
c la velocidad de la luz.
p el momento lineal de la partícula, o sea la energía
cinética que la partícula lleva en su movimiento.
Si no queremos considerar la energía de movimiento de
la partícula, sino solamente la energía debida a su
masa, la ecuación se reduce a
E2
= m2c4.
Los matemáticos le llaman a ésta, una ecuación
cuadrada y para resolverla tienen que sacar la raíz
cuadrada de la misma.
Por ejemplo 2 al cuadrado es igual a 4, es decir 2 x 2
= 4, o sea (+2) x (+2) = 4; pero también (-2) al
cuadrado es igual a 4, o sea (-2) x (-2) = 4.
O sea que la ecuación E2
= m2c4, tiene
dos soluciones.
Una es E = (+m)c2
y la otra es E = (-m)c2.
El cuadrado de la velocidad de la luz es siempre un
número positivo, pero en la solución de dicha
ecuación, m (la masa de la partícula), puede ser
positiva o negativa.
Einstein no consideró la posibilidad de una masa
negativa, pero Dirac dijo, si la ecuación tiene
también una solución de una masa negativa o sea de una
"antimateria", ésta debe existir.
De acuerdo con la mecánica cuántica, la mínima
cantidad de energía que puede tener un electrón
orbital es cuando caiga a la primera órbita (órbita de
mínima energía).
Pero, ¿por qué no caen a una órbita de energía
negativa?, la órbita de energía negativa máxima tiene
aún menos energía que la órbita de mínima energía
positiva.
En otras palabras la pregunta es ¿por qué los
electrones de la órbita de energía mínima no caen a
una órbita de energía negativa y desaparecen?
La respuesta estaba en el principio de exclusión de
Pauli: los electrones son fermiones (¿recuerdan?,
partículas complementarias de las cuales sólo una
puede ocupar un estado de energía).
La conclusión es que: ¡los electrones no pueden caer a
estados de energía negativa, porque estos estados
están llenos!
Esto quiere decir que el espacio "vacío", está lleno
de electrones de energía negativa.
¿Qué les parece?
Así como podemos hacer brincar a un electrón de una
órbita de menos energía a otra de más energía, dándole
la energía necesaria para hacerlo, es posible, dijo
Dirac, que si le damos la suficiente energía a un
electrón de energía negativa (que se supone está en el
espacio "vacío"), éste aparecerá en el mundo real (de
energía positiva).
Para pasar del estado de -mc2
al estado de +mc2
necesita 2mc2
de energía.
Para la masa del electrón, esto representa una energía
de 1 MeV (medida de energía), cantidad de energía que
se puede obtener en los aceleradores de partículas, en
los procesos de reacciones atómicas o de los rayos
cósmicos.
Cuando tratamos con electrones y átomos, las unidades
de energía que utilizamos comúnmente, son demasiado
grandes.
Para ello inventaron en 1912 una unidad de energía
llamada electrón-volt o eV.
Un eV es la energía que recibe un electrón al ser
acelerado por un campo de un volt.
Para darnos una idea, un watt (unidad de potencia) es
un joule por segundo, entonces 1 eV equivale a 1,6 x
10-19.
o sea 0.... (19 ceros). 16 joules.
Un foco ordinario de 100 watts, consume energía a
razón de 6.24 cientos de millones de trillones de eV
por segundo.
Se necesitan 13.6 eV para sacar el electrón orbital de
un átomo de hidrógeno, pero los aceleradores de
partículas producen varios millones de eV por seg. o
MeV.
Al sacar al mundo real un electrón, proveniente del
espacio vacío, lleno de energía negativa, quedará en
ese espacio vacío un hueco, que se comportará en el
mundo real como una partícula con carga igual a la del
electrón pero opuesta y con masa igual a la del
electrón pero opuesta, es decir un electrón de carga
eléctrica positiva y de masa negativa, es decir de
antimateria.
Estas partículas ya se habían descubierto,
Carlos Anderson las había encontrado en 1932 y se habían
bautizado con el nombre de positrones.
Estas partículas son de vida efímera, pues al chocar
con un electrón desaparecen (desaparecen los dos, el
electrón y el positrón) y del choque se desprende
energía 2mc2.
Desaparecen los dos, pues el electrón negativo, de
masa positiva, "real", ocupa el "hueco" que representa
el positrón, electrón de carga positiva y masa
negativa o antimateria; las cargas eléctricas se
anulan y las masas positiva y negativa, se anulan.
Al caer el electrón de un estado de energía positiva,
aunque ésta sea mínima, a un estado de energía
negativa (la del hueco o positrón), se deberá
desprender la diferencia de energía.
Esto de que uno sea "real" y el otro no, es pura
palabrería (son puras habladas), pues tan real o
verdadero son el uno como el otro.
Entendiendo el mecanismo, los científicos se dieron a
la tarea en los aceleradores de partículas de producir
partículas de antimateria y así produjeron
antiprotones y antineutrones, naturalmente todos de
vida efímera, que al desaparecer, producen energía.
Si apenas estamos iniciándonos en estos conocimientos
y lo poco que hemos aprendido ha traído como
consecuencias prácticas las computadoras, los rayos
láser, las parabólicas, etc. es de esperarse que estos
niños de hoy equipados con estos nuevos conocimientos
partan de donde hemos llegado y los apliquen para bien
de la humanidad.
Quien sabe que maravillas técnicas nos traiga el
futuro de las aplicaciones que los niños de hoy,
equipados con estos conocimientos efectúen.
El campo de investigación se abre en todas
direcciones, para cada pregunta que tiene alguna
respuesta, surgen otras muchas que necesitan
explicación, tal parece que mientras más vamos
sabiendo, más nos damos cuenta de nuestra ignorancia.
El hombre de la edad de piedra en su ignorancia
absoluta se debe haber sentido amo y señor, dominando
a sus enemigos a garrotazos, pero sobrecogido de miedo
ante los fenómenos de la naturaleza.
Si algo nos debe traer el conocimiento es la humildad,
ya no nos podemos sentir el centro del Universo, pero
este mismo conocimiento crea en nosotros una armonía
con la Naturaleza, la propia función de nuestro
cerebro justifica su existencia.
Ustedes perdonarán estas digresiones, pero si no
podemos llegar a saber que son "la electricidad y esas
cosas", por lo menos que la búsqueda del saberlo nos
proporcione satisfacción y regocijo.
En resumidas cuentas, ni lo sé, ni lo llegaré a saber,
¡Ah!, pero ¡cómo me divierto! |