SABÍAS QUE...Partículas que se moven máis rápido ca luz

Os telescopios do Observatorio Paranal, en Antofagasta, Chile, operado pola European Southern Observatory / Sofía Yanjarí

Imaxinemos por un momento un parrulo. Quero un patorrulo vivo e nun estanque tranquilo. E non, non vos preocupedes que non vou facer unha desas famosas aproximacións da física como a da vaca esférica. Aquí só necesito os detalles que se esconden nesa imaxe bucólica dun estanque nun día sen vento cun pequeno parrulo, desprazándose e lonxe do horror que o rápido movemento da auga tróuxonos ultimamente.

Quedemos aí por un momento para fixarnos no que hai ao redor do parrulo: unhas pequenas ondas, máis próximas unhas a outras na dirección do movemento. Non se parecen ás que se forman cando tiramos unha pedra no estanque, non son circulares. De maneira intuitiva, entendemos que acompañan o movemento do parrulo, que forman un cono de movemento, relacionado co seu desprazamento. Un triángulo cuxo ángulo se pecha a medida que aumentamos a velocidade.

Sempre que un obxecto, sigamos co parrulo, móvese nun medio, por exemplo a auga, máis rápido que a velocidade á que se poden desprazar as ondas nese medio, xera unha perturbación en forma de onda de choque. É fácil explicalo de maneira intuitiva co parrulo porque todos vimos algún movéndose na auga. O movemento dun barco tamén me serve para visualizar o que se coñece como choque de proa. Cun avión ocorre o mesmo, o medio en que se propaga a perturbación é o aire e neste caso xéranse ondas de son. O avión desprázase máis rápido que o son no medio e xera unha onda de choque; sería o equivalente ás ondas de auga que se acumulan por diante da peituga do parrulo. Se o avión adianta no seu desprazamento a esa onda de choque que lle precede rompe a barreira do son, viría acompañado do famoso estrondo e estariamos a falar entón dun avión supersónico.

E agora imos a pola luz, porque como dixo o dramaturgo ruso Antón Chéjov: “Se tes un rifle colgando da parede na primeira escena da obra, iste deberá ser disparado no último acto”. Colgamos o rifle no título, así que hai que disparar: se agora o que se move é unha partícula a alta velocidade —por exemplo, un protón— e facémola moverse en auga ou na atmosfera terrestre máis rápido que a velocidade da propagación da luz nese medio, xera, tamén, unha onda de choque. Igual que o parrulo. Entón, a partícula cargada emite un certo tipo de radiación que se coñece como Cherenkov, en honra do seu descubridor, o físico Pavel Cherenkov. 

Pero, un momento, antes de que veñan con que, segundo a teoría da relatividade de Einstein, nada pode moverse máis rápido que a velocidade da luz, respiren. A esa frase fáltalle algo. O límite de velocidade inviolable para a física é o da luz no baleiro e só as partículas sen masa poden alcanzala. Fóra do baleiro, ou sexa nun medio, a velocidade da luz pódese alcanzar, e mesmo se pode superar. É posible ir máis rápido que a velocidade da luz porque a luz cando se move a través dun medio, xa sexa auga, aire, prisma ou plástico, viaxa máis amodo, retárdase. Por iso prodúcense os arcos da vella.

A radiación Cherenkov aparece cando unha partícula cargada móvese nun medio máis rápido que a velocidade da luz. E, do mesmo xeito que no caso do parrulo, pódese entender que no seu movemento emite un cono de radiación cuxo ángulo de apertura depende da velocidade. Se se pode medir o ángulo pódese determinar a velocidade da partícula que xerou a súa emisión. Nisto está a base dos detectores de radiación Cherenkov.

Esa emisión azul característica da auga que rodea os reactores nucleares é radiación Cherenkov e é precisamente radiación Cherenkov a que emiten as fervenzas de partículas que se xeran na parte alta da atmosfera por eventos enerxéticos producidos en aceleradores de partículas cósmicos. Si, o universo é capaz de acelerar partículas por centos de veces a enerxía que se lles pode dar no acelerador de partículas máis potente que construímos na Terra, o Gran Colisionador de Hadrones na Organización Europea para a Investigación Nuclear.

FONTE: Eva Villaver/elpais.com/ciencia