Límites, neutrinos y el Fantasma de la Opera

     Hace unos meses apareció en las noticias que el experimento Opera del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) había demostrado que unas partículas llamada neutrinos viajaban más rápido que la luz, lo que suponía que la teoría de la Relatividad de Einstein era incorrecta y que podríamos viajar al pasado, como por ejemplo en esta noticia.

Neutrino más rápido que el fotón, la partícula de luz

 Demostremos que los nenutrinos ni ninguna otra partícula puede viajar más rápido que la luz, es decir, la velocidad límite de una partícula es la velocidad de la luz. Lo haremos utilizando la ecuación más famosa de la física, E = mc², despejando la velocidad y calculando un límite.

Según la famosa ecuación de la Teoría de la Relatividad Especial (1905) de Einstein,

E = mc²

 

La masa m de una partícula cuando viaja a una velocidad v es

m = m_o /√(1-v²/ c²)

donde  m_o  es la masa en reposo (cuando v = 0) de la partícula. Por tanto: 

E = m_o c²/√(1-v²/ c²)

Despejando v en función de E, se obtiene

v = c·√(1-m_oc⁴/E)

Calculemos el límite de v cuando E se aproxima a infinito. El segundo término de la raíz tiende a 0 pues E está en el denominador. Por tanto:

lim v = c 
E→∞

Hemos obtenido que a medida que aumenta la energía de una partícula, su velocidad no aumenta indefinidamente, sino que se aproxima a al velocidad de la luz c.

Si representamos la velocidad v frente a la energía E se obtiene la siguiente gráfica:

 

Se observa que la recta v = c es una asíntota horizontal para la gráfica de v (E).

Posteriormente, en el experimento del CERN, se halló que se había cometido un error, que "la mala conexión entre un cable de fibra óptica y un sensor electrónico en el experimento Opera, en Italia, fue probablemente la causa de los datos sorprendentes acerca de la supuesta velocidad superior a la luz de los neutrinos."

   En el experimento Opera del CERN había un fantasma que se atrevió a retar a Einstein. Einstein ganó al CERN. Los máximos responsables del experimento dimitieron.

Si quieres saber más sobre el fallo del experimento Opera lee el siguiente artículo: 

Sherlock Holmes y el Fantasma de la Opera