Mr. Higgs y la ciencia-ficción

El mundo científico tuvo su gran momento de baño de masas el verano pasado. El equipo del Gran Colisionador de Hadrones, dio una de las noticias más importantes que la ciencia de la física de partículas nos ha brindado en décadas: el descubrimiento del Bosón de Higgs (o la mal llamada «partícula de Dios»).

La higgsmania tuvo un gran seguimiento por parte de los grandes medios. Por un lado, por lo excepcional y poco habitual de las noticias de este ámbito (por la cada vez mayor dificultad para construir aceleradores de partículas más y más enormes con los que obtener resultados). Y por otro, por la falta de titulares veraniegos. Estas fueron con gran probabilidad las causas de que durante aquellos calurosos días, el hallazgo de la maldita partícula fuera celebrado por todo lo alto, a pesar de que hasta hace poco todavía existían ciertas dudas sobre el hallazgo.   Sin embargo, a la hora de evaluar las consecuencias y el alcance de dicho descubrimiento, el inicial revuelo se apagó repentinamente cuando se dieron cuenta de que ya no habían titulares sensacionalistas para publicar. Los científicos, con su innata prudencia profesional, no satisfacían a los mass media con sus explicaciones técnicas acotadas a lo estrictamente mensurable.
La ciencia-ficción no está tan sujeta a estas limitaciones. Si hubieran querido podrían haber hecho uso de ella para especular con propuestas más espectaculares, pero, en España la ciencia-ficción no existe más que como una imitación superficial de la del ámbito anglosajón, en donde con una simple búsqueda (seguramente en un motor del mismo ámbito) se encuentran referencias desde una entrada en la Wikipedia dedicada en exclusiva a este tema, hasta un artículo de una publicación de sociedad. Habrá que intentar compensar, aunque sea minúsculamente, intentando no limitarse a repetir lo que nos llega desde el mundo anglosajón. Aunque ello implique arriesgarse.

El bosón de Higgs y la ciencia-ficción

Foto: The Guardian

Si recordamos, la nueva partícula era la piececita que faltaba para dar sentido a la existencia de la masa de las partículas, según el modelo que sigue la física. La cuestión que se ha de abordar desde el punto de vista de la especulación en la ciencia-ficción, es qué podemos hacer con esta nueva posibilidad para expandir mediante la extrapolación, los límites de la realidad.

Si el conocimiento del campo electromagnético gracias a Maxwell permitió construir un mundo de ciencia-ficción para los habitantes del S. XIX (desde los motores eléctricos a los más avanzados computadores y dispositivos electrónicos), el conocimiento del campo de Higgs abre un mundo ante nosotros de características totalmente espectaculares.

Imaginemos por unos instantes que somos capaces de alterar en alguna medida, mediante algún dispositivo tecnológico construido a tal efecto gracias a los nuevos descubrimientos, el Campo de Higgs. Para explicar el efecto se comparará con un campo eléctrico: si una carga de este tipo es aislada de un campo de su misma naturaleza, no actuará ninguna fuerza sobre ella. De forma similar, si aislamos una partícula del campo de Higgs, no aparecerá la masa en ella. Lo que en el campo eléctrico implica una aparición de fuerza, en el de Higgs implica la aparición de la masa en aquellas partículas que por su propiedad intrínseca, así lo requieran. Partiendo de estas premisas, básicamente, las maneras de interaccionar con un campo de cualquier tipo son dos:

1. De forma pasiva: apantallamiento o aislamiento (de un campo previamente existente).
2. De forma activa: amplificación y/o atenuación (bien de un campo ya existente, o creando uno nuevo)

Siendo como es el Campo de Higgs un campo primordial, es decir, un campo que existe desde la propia creación del Universo y su existencia va unida según la teoría, al propio entramado del mismo permeándolo en su totalidad, no cabe especular sobre la creación de campos de Higgs «nuevos», ya que esto podría equivaler a encontrarnos en un universo alternativo. Bueno, realmente, como poder, si que sería un tema interesante, pero me van a permitir los lectores que lo dejemos para otra ocasión.
(NOTA: lo comentado a continuación es sobre fenómenos físicos FICTICIOS, salvo que se indique lo contrario)

Pseudo-anti-gravedad

Foto: neetescuela

Una de las primeras extrapolaciones más o menos evidentes es la de que si somos capaces de variar la masa de un objeto, entonces la atracción gravitatoria ha de variar en consecuencia, por la Ley de la Gravedad de Newton. Según esta, a una misma altura, el peso o la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre los cuerpos en ella, depende de la masa de estos (como en la tierra se asume que la gravedad es de 1 g, el peso es siempre coincidente con la masa). Si se disminuyera la masa lo suficiente de un contenedor, por ejemplo, podría manejarse fácilmente.

Pero no sería anti-gravedad «autentica», ya que no se modificaría el campo gravitatorio, sino una de las variables que intervienen.

Impulso espacial

Arthur C. Clarke en su excelente novela «Cita con Rama» (nótese que he dicho novela, no «saga»), especula con un gigantesco objeto cilíndrico de origen desconocido que entra en nuestro sistema solar. Para su propulsión, propone un hipotético sistema al que le llama «impulso espacial», que consiste en la generación de un «campo» que desprecia la inercia de la masa que captura en el. Este sistema se diferencia de los conocidos en que en estos siempre hay una «masa reactiva», que al ser expulsada, proporciona un impulso por la ley de acción y reacción de Newton. Si la inercia es ignorada, no es necesaria ninguna masa de reacción. El gigantesco cilindro se movería por el espacio cual partícula subatómica, empujada por mínimas fluctuaciones cuánticas de energía, presentes en todo el vasto universo. Si se entiende el campo postulado por Clarke en esta novela, como uno capaz de anular u oponerse al de Higgs, los resultados serían muy similares ya que al reducirse la masa, la inercia sería igualmente despreciada. En Star Trek se utiliza el artificio de postular un área del espacio-tiempo llamada «subespacio», en donde no existe el límite de la velocidad de la luz. Si bien es un concepto distinto, no deja de ser muy similar la idea de aislarse del espacio «normal» para evitar sus limitaciones.

Star Wars

Foto: Houston Museum
of Natural Science

Una de las particularidades de la teoría del campo de Higgs es la revisión del clásico concepto de «éter» (descartado en 1887) al compartir la característica de formar parte consustancial de todo el universo. En un artículo anterior ya se comentó algo de la particular forma de navegación existente en Star Wars. En concreto, en el universo representado por George Lucas y expandido por la comunidad de aficionados, se habla del «timón etérico» como parte de dicho sistema de navegación.

Aunque aún quedaría muy lejos de este artefacto imaginario, la posibilidad de variar la masa junto con el concepto de cantidad de movimiento, permitiría variar la velocidad de un navío espacial. En la mecánica clásica, para frenar un cuerpo es necesario aplicar una fuerza proporcional a la masa, asumiendo siempre que esta es constante. Esta cantidad de movimiento se puede expresar como el producto de la masa por la velocidad. Suponiendo un navío que surca el universo interestelar con una cantidad de movimiento «p» constante, al aumentar la masa, la velocidad debería disminuir en consecuencia. En definitiva, podríamos prácticamente detener la nave sin más que accionar una palanca.

Viaje a velocidades relativistas

Foto: fotograma de Star Wars IV

¿Hay fotones en reposo? Tan sólo un agujero negro es capaz de aminorar, aunque sea haciendo trampa, la velocidad de la luz en el vacío. Es sencillo entender la teoría de la relatividad de A. Einstein si se asume de entrada este parámetro como constante y finito, el cuál es posible medir. En uno de los vídeos de este artículo anterior, se explicaba que una partícula sin masa ha de estar en constante movimiento, y además, al máximo físico permitido. Esto se puede entender de forma muy básica si se tiene en cuenta que para acelerar una masa es necesaria una fuerza igual al producto de ambas. Si la masa es cero, por la división por cero resultante la aceleración debería ser infinita, y por tanto la velocidad también. Como esto no es así, para que la formulación (algo más compleja que un simple producto) se cumpla, el tiempo debería ralentizarse para el fotón, de la misma forma que para un observador externo es la masa del fotón la que aumentará, tal y como se ha comprobado en experimentos en aceleradores de partículas (en este caso, el fotón adquiere masa por un efecto relativista).

La cuestión es que con masa igual a cero, inmediatamente saldríamos disparados a la velocidad de la luz (al no tener masa las aceleraciones podrían despreciarse). Con un campo o pantalla que nos aislase lo suficiente del campo de Higgs, se produciría un efecto similar. Esto no sería un viaje FLT (Faster Than Light), pero llama poderosamente la atención la similitud con los saltos al «hiperespacio» habituales en sagas como Star Wars o Galáctica. Eso si, cuidado con lo que tengáis delante.

Superman

Tal vez resulte sorprendente la gran cantidad de cosas espectaculares que podrían hacerse si pudiésemos alterar la masa de los cuerpos. Los que alberguen todavía cierto razonable escepticismo, puede que les resulte interesante este estudio del matemático y físico teórico Ben Tippet, el cuál ha desarrollado (supongo que en su tiempo libre, claro) una teoría unificada de los poderes de Superman, que debería toda su capacidad a una única habilidad: la de poder variar la masa inercial de las partículas. Lo más curioso es que este estudio es de hace más de cuatro años.

Fuentes y enlaces relacionados

• Entrecomics. Una teoría unificada para los poderes de Superman 
• Kotaku (Australia). Scientists Discover The Mass Effect! Or Is It Just The Higgs Boson?
• El Sitio de ciencia-ficción. Filtro para Sopa de Higgs
• Marcel Mañé. Masa inercial y gravitatoria