70 / 100

Res no pot anar més de pressa que la llum

Aquesta frase sembla que estigui gravada en pedra a tots els laboratoris de física. Que la velocitat de la llum és la màxima possible és un dels pilars de la teoria de la relativitat, i els físics no es cansen de repetir-ho cada vegada que en una pel·lícula de ciència-ficció els autors se les enginyen per superar aquesta barrera.

Malgrat tot, la frase tal com es diu moltes vegades és incorrecta. De fet, el comportament de partícules que es mouen més de pressa que la llum és de gran utilitat per als físics, i hem pogut veure’n algun dels efectes a vegades a les notícies de la tele.

La clau és que cal anar amb compte amb la manera com es diuen les coses. Una paraula pot canviar el sentit de la frase. I, en aquest cas, la manca d’una paraula fa que l’afirmació sigui falsa. En realitat, no hi ha res que pugui anar més de pressa que la velocitat de la llum en el buit. Però quan la llum es mou a través d’altres materials ho fa més lentament que en el buit, i aleshores res no impedeix que partícules o objectes viatgin més de pressa. Poden viatjar més de pressa mentre no arribin al límit absolut, la velocitat de la llum en el buit.

La diferència no és irrellevant. En el buit la llum es mou a uns tres-cents mil quilòmetres per segon. En canvi, dins l’aigua únicament va a poc més de dos-cents vint mil quilòmetres per segon. I, si la llum travessa un diamant, ho fa a cent vint-i-quatre mil quilòmetres per segon.

El motiu d’aquest alentiment és que la llum, com que és una radiació (també es pot considerar que són partícules, però ara interessa fer-ho com a radiació), interacciona amb els camps magnètics i elèctrics del medi que travessa, i aquestes interaccions l’alenteixen. Segons el material, les interaccions seran més o menys intenses i la velocitat es modificarà més o menys.

Això vol dir que, teòricament, una partícula podria anar gairebé al doble de la velocitat de la llum…, sempre que fos, per exemple, per dins un diamant.

Però quan una partícula, un protó posem per cas, va més de pressa que la llum dins l’aigua, passen algunes coses interessants. I una és que anirà interaccionant amb altres partícules i s’anirà generant una radiació que té una forma curiosa. Igual que un avió quan va més de pressa que el soroll emet una “ona de xoc”, les partícules que es mouen més de pressa que la llum també generen una cosa semblant. Això dóna lloc a una radiació blavosa dins l’aigua que es coneix amb el nom de radiació Txerencov, en honor a Pavel Aleksejevic Txerencov, el físic que va descriure aquest efecte.

I, a la pràctica, aquest efecte és el que dóna aquella lluminositat blavosa a les piscines que hi ha dins els reactors nuclears. Allà dins hi guarden el material radioactiu, que emet partícules que es mouen per l’aigua més de pressa que la llum i que, en fer-ho, emeten aquesta radiació Txerencov.

Aquesta mateixa llum blavosa s’ha fet servir en detectors de partícules per identificar neutrins o bé rajos gamma de molt alta energia provinents de l’espai exterior.

Per tant, cal anar amb compte a l’hora de dir que res no pot anar més de pressa que la llum. De vegades sí que s’hi pot anar. I molt!