Toda la materia con la que alguna vez has interactuado tiene masa, y como tal, obedece a las leyes universales del movimiento, enunciadas por Isaac Newton hace siglos.
Si empujas algo, se moverá en la dirección en la que lo empujas. Sin embargo, la materia con masa negativa haría totalmente lo contrario.
En vez de reaccionar de una forma predecible cuando se le aplica fuerza, los objetos con masa negativa reaccionan al contrario de lo que cabría esperar.
Esto que nos parece tan insólito se ha convertido en realidad, ya que un equipo de investigadores de la Universidad de Rochester (EE. UU.)) ha ideado la forma de crear partículas de masa negativas utilizando láseres.
Los expertos han creado partículas con masa negativa en un semiconductor atómicamente delgado, haciendo que interactúe con la luz confinada en una microcavidad óptica.
Esto solo es "interesante y emocionante desde una perspectiva física, pero también resulta que el dispositivo que hemos creado presenta una forma de generar luz láser con una cantidad de energía incrementalmente pequeña", comenta Nick Vamivakas, profesor asociado de óptica cuántica y física cuántica en el Instituto de Óptica de Rochester a la revista Nature Physics.
Las futuras aplicaciones de este hallazgo aún están por concretarse
El dispositivo consiste en dos espejos que crean una microcavidad óptica, que confina la luz en diferentes colores del espectro dependiendo de cómo estén espaciados los espejos. Los expertos incrustaron un semiconductor de diseleniuro de molibdeno atómicamente delgado en la microcavidad.
El semiconductor se colocó de tal manera que su interacción con la luz confinada dio como resultado partículas pequeñas del semiconductor llamadas excitones, que se combinaron con fotones de la luz confinada para formar polaritones (partículas nacidas de la luz y la materia).
"Al hacer que un excitón ceda parte de su identidad a un fotón para crear un polaritón, terminamos con un objeto que tiene una masa negativa asociada a él. Eso es algo en lo que pensar, porque si tratas de empujar o tirar, irá en la dirección opuesta a lo que tu intuición te diría", aclara Vamivakas.
Otros grupos de investigación han estado experimentando con dispositivos similares, pero este es el primer dispositivo en producir partículas con masa negativa.
Aunque las aplicaciones aún están por venir, este laboratorio continuará explorando, por ejemplo, de qué manera este dispositivo podría servir como sustrato para producir láseres. "Con los polaritones que hemos creado con este dispositivo, la prescripción para hacer funcionar un láser es completamente diferente", dice Vamivakas. "El sistema comienza a funcionar con una entrada de energía mucho más baja" que los láseres tradicionales que se usan actualmente.
Otro de los campos de investigación serían las implicaciones físicas de crear masa negativa en el dispositivo. "Estamos soñando formas de aplicar el movimiento de empujar y tirar, tal vez aplicando un campo eléctrico a través del dispositivo, y luego estudiar cómo estos polaritones se mueven en el dispositivo bajo la aplicación de la fuerza externa", concluye Vamivakas.
