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Partículas que viajan más rápido que la velocidad de la luz

Partículas que viajan más rápido que la velocidad de la luz

Una vez descritas como el límite de velocidad universal fundamental, algunas partículas en escenarios especiales pueden exceder la velocidad de c, lo que resulta en fenómenos bastante peculiares.

Antes del siglo XX, se pensaba que el tiempo, el espacio, la masa y la energía eran entidades separadas. Si bien aparentemente elementos no relacionados, fue el científico más famoso del mundo el que cambió fundamentalmente la forma en que se pensaba la física hasta el día de hoy. Einstein, el último de sus cuatro famosos artículos, presentado el 27 de septiembre de 1905 concluido que m = E / c2 que luego se reorganizó en la forma más icónica de E = mc2. La famosa ecuación es la fuerza impulsora fundamental que condujo a muchas grandes revoluciones en la física de partículas. Quizás el más interesante de los cuales hoy son los aceleradores de partículas de renombre mundial.

El más famoso de los cuales es quizás el Cern Large Hadron Collider (LHC) ubicado en Ginebra, Suiza. El acelerador es un excelente ejemplo de demostración de los vínculos entre la masa, la energía y el universo tal como lo conocemos. El LHC es capaz de acelerar partículas por encima de 99.999999% la velocidad de la luz, o 299,792,455 m / s. El LHC acelera las partículas a una velocidad apenas 0.000199% más rápido que el siguiente acelerador más rápido, acumulando solo 600 m / s más. El LHC también requiere casi 16 veces más energía para adquirir simplemente una fracción de una velocidad mayor. Los aceleradores son excelentes demostradores del crecimiento exponencial necesario para hacer que las partículas vayan más rápido. Para alcanzar la velocidad de la luz, se debe depositar una cantidad infinita de energía, lo cual es evidentemente imposible si un objeto tiene una masa cuantificable.

Romper las reglas

Desde que se describió por primera vez como el límite universal, los físicos han descubierto entidades especiales que pueden alcanzar velocidades superlumínicas (más rápidas que la luz) que aún cumplen las reglas universales establecidas por la relatividad especial.

Si bien la velocidad de la luz no se puede exceder dentro de un vacío perfecto, es cierto que la velocidad de la luz no es la misma dentro de otros medios. En el agua, la velocidad de la luz es un 25% más lenta, lo que brinda una oportunidad en circunstancias especiales para que algunas partículas excedan el límite.

La velocidad de la luz recuerda a la velocidad del sonido de muchas formas. A medida que se excede la velocidad del sonido, se puede escuchar con bastante facilidad un boom sónico audible. De la misma manera, las partículas que exceden la velocidad de la luz producen una especie de "boom luminal" que se puede observar directamente con los ojos humanos. El efecto se llama radiación de Cherenkov y es evidente como un resplandor azul dentro de los reactores nucleares, como la imagen de abajo.

Radiación de Cherenkov dentro de un núcleo de reactor nuclear [Fuente de imagen:Wikipedia]

Dado que la luz se ralentiza en un 25%, en los reactores de fisión la explosión atómica impulsa partículas de alta energía a una velocidad superior a la de la luz en el agua. Similar a una onda de choque, cuando los electrones dentro del reactor exceden la velocidad de la luz, los fotones comienzan a acumularse detrás en racimos, lo que resulta en la emisión de una explosión luminiscente generalmente como luz azul, sin embargo, también puede volverse ultravioleta.

De manera similar, el Observatorio de Neutrinos de Sudbury ubicado en Ontario, Canadá, observa la Radiación Cherenkov al registrar el "boom luminal" liberado cuando los Neutrinos (partículas inmutables con una masa minúscula) experimentan reacciones. A medida que los neutrinos pasan a través de la cámara de agua pesada, experimentan reacciones que expulsan electrones a velocidades mayores que la velocidad de la luz, emitiendo así radiación de Cherenkov que luego se detecta, confirmando la presencia de neutrino.

[Fuente de imagen:Laboratorio de Berkley]

La radiación de Cherenkov no refuta la comprensión actual de la física de partículas y la teoría de la relatividad. Más bien, abre las puertas al comportamiento peculiar de las partículas en el reino cuántico, desvelando gradualmente los secretos del universo.

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Escrito por Maverick Baker

Ver el vídeo: Qué pasaría si viajamos a la velocidad de la luz? (Octubre 2020).