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Gazapos de cine

'See you yesterday'... casi mejor te veo en clase de Física (que buena falta nos hace)

¿Qué tienen en común dos genios adolescentes y el físico Paul Dirac? Para averiguarlo tendrás que viajar, pero no al pasado sino al mundo cuántico a bordo de este gazapo.

Fotograma de la película 'Nos vemos ayer' (Stefon Bristol, 2019)
Fotograma de la película 'Nos vemos ayer' (Stefon Bristol, 2019)
40 Acres & A Mule Filmworks / Spike Lee / Netflix

CJ y Sebastian son dos jóvenes estudiantes con un gran talento para la ciencia que se vuelcan en construir una máquina del tiempo para prevenir el asesinato del hermano mayor de CJ a manos de la Policía. 

¿Qué tienen en común dos genios adolescentes y el físico Paul Dirac? ¿Y el hermano mayor uno de ellos con Einstein?, ¿y qué papel juega Michael J. Fox, el protagonista de 'Regreso al futuro' en esta historia? Para averiguarlo tendrás que viajar, pero no al pasado sino al mundo cuántico a bordo de este gazapo.

Encuentra el gazapo científico en este diálogo de la película 'Nos vemos ayer' ('See you yesterday'), dirigida por Stefon Bristol en 2019.

El diálogo

-¿Por qué has añadido otro contenedor? –preguntó Sebastian.
-Porque en este podemos cambiar la rotación de los electrones.
-¿Cambiar la rotación? Se convertirían en positrones
-… si añadimos los positrones en el compartimento principal (de protones)…
-…antimateria chocando con materia, energía pura- completó la explicación Sebastian, antes de añadir entusiasmado: ¡Está bien!
-Sí, nos dará suficiente energía para potenciar las máquinas al doble de la velocidad de la luz, aumentaría el tiempo para volver atrás.
-Hemos inventado el traslado temporal. ¡El traslado temporal! Algo que Einstein intentó toda su vida.

El gazapo

A tenor de las insensateces que trufan el diálogo entre los dos supuestos genios adolescentes de la física, hubiese resultado más apropiado titular el filme como 'Te veo (para repasar lo que vimos en clase) ayer'. Porque resulta evidente que hay conceptos e ideas que no le han quedado muy claros.

Y antes que nada, lo que (les) urge tener muy claro es qué son exactamente un protón, un electrón y un positrón, a fin de evitar confusiones futuras –o, en este caso, pasadas-.

Un protón es una partícula subatómica con carga eléctrica positiva integrada o formada por la aglomeración de tres quarks (o partículas fundamentales) que se mantienen pegados entre sí por la presencia de gluones. Lo importante en este caso, además de la carga positiva, es que se trata de una partícula 'sólida', con una estructura interna, lo que le confiere un volumen (ínfimo).

Por otro lado el electrón es la partícula fundamental con carga eléctrica negativa, pero, a diferencia del anterior, no tiene estructura interna y, por tanto, no es un partícula sólida o con volumen, sino un ente 'puntual'.

Finalmente el positrón es la antipartícula del electrón, o dicho de otro modo, un gemelo del anterior pero con carga positiva. De ahí que también se le denomine, en ocasiones, anti-electrón. Merece la pena añadir que los positrones ya son unos viejos conocidos de los físicos. No en vano, su existencia fue predicha allá por 1928 -en la primera edad dorada de la mecánica cuántica- por Paul Dirac. Y solo cuatro años después fueron detectados experimentalmente, lo que confirmaba su existencia y, por ende, la de la antimateria.

De lo anterior se deduce que el sistema ideado para convertir los electrones en positrones no parece muy fiable. Primero porque la única diferencia que existe entre el electrón y el positrón es su carga (negativa y positiva, respectivamente), y no su rotación. Y segundo, y más importante, porque, de facto, ni a electrón ni a positrón se les puede aplicar el concepto de rotar, por lo que difícilmente podrá invertirse su rotación.

Y dado que la afirmación anterior cuesta digerirla, conviene masticarla – procesarla- un poco más: las partículas elementales tienen una serie de propiedades intrínsecas que las definen o constituyen su esencia, su naturaleza. Algunas de estas propiedades son las mismas que se pueden asociar a objetos macroscópicos, como la masa o la carga. Pero otras son puramente cuánticas o propias de las partículas que se rigen por la mecánica cuántica y no tienen equivalente en el mundo macroscópico con el que estamos familiarizados.

Estas propiedades cuánticas se representan a través de los denominados números cuánticos que, en esencia, conjuntamente definen el estado cuántico o naturaleza de dichas partículas. Y uno de ellos es el número cuántico de espín que viene a representar el momento de rotación angular de la partícula –y si esto tiene algún significado real para el lector, mi más sincera enhorabuena-.

A efectos de este gazapo, la cuestión es que el espín no se asocia o está vinculado a la rotación de la partícula o de alguna región o constituyente de su interior, sino que es una propiedad intrínseca de la misma, de tal suerte que incluso partículas puntuales como el electrón o el positrón, que no tienen estructura interna, volumen, que no son sólidos, tienen un número de spin asociado. Lo que plantea un dilema difícilmente resoluble, ¿cómo invertir la rotación de un ente que, en realidad, no rota en torno a nada?, ¿para el que no se puede definir un eje de rotación?

Y no solo eso, sino que estamos hablando de un momento de rotación angular tan singular, tan cuántico, que solo puede adoptar una serie de valores discretos que en el caso del positrón y el electrón son (1/2 y -1/2). Cabría caer en la tentación de que es a eso a lo que se refieren los protagonistas, a invertir el número cuántico de espín de los electrones para convertirlos en positrones. Pero no, porque los electrones –y otro tanto pasa con su antipartícula- pueden presentar indistintamente un número cuántico de espín de 1/2 o de -1/2 y no por eso dejan de ser electrones. Lo que viene a significar que si tenemos un montón de electrones, por ejemplo en el interior de un contenedor, la mitad de ellos tendrán número cuántico de espín 1/2 y la otra mitad -1/2. Pero todos son electrones.

Lo que sí se puede hacer en la práctica es conseguir que todos los electrones de un sólido alineen entre sí sus espines, lo que quiere decir que presenten el mismo valor de espín. Pero con esto no se logra convertirlos en positrones, sino convertir dicho sólido en ferromagnético, es decir, que se comporte como un imán o, mejor, un cuerpo imantado.

Lo irónico es que los positrones son (relativamente) fáciles de obtener a partir de isótopos radiactivos, que los emiten al descomponerse.

Pero, en definitiva y a efectos del gazapo, lo importante es que los electrones no rotan ni desde un punto de vista clásico ni desde uno cuántico. Por lo que no se puede cambiar su rotación.

Aniquilación de alta energía

Y ya puede el lector respirar tranquilo, que aquí finaliza esta espinosa explicación. No así los gazapos o errores presentes en la tormenta de ideas desencadenada por los protagonistas. Todavía queda pendiente la cuestión de la interacción entre materia y antimateria como fuente de energía. Que sí, que a priori suena muy prometedor y que, de facto, no es una idea descabellada pero que precisa ser acarada convenientemente. Porque no es algo tan sencillo como poner en contacto partículas de materia con partículas de antimateria. En realidad, la aniquilación solo se da cuando interaccionan una partícula con su antipartícula. En este caso, electrones con positrones. Y no positrones con protones que al tener carga eléctrica del mismo signo se repelen, no quieren ni 'verse'. Eso sí, cuando la aniquilación se lleva a cabo con éxito –y bien- ambas partículas se desintegran y se transforman en fotones de alta energía.

Para rematar la jugada –y dejando a un lado el dudoso empleo del término 'potenciar'; asumiremos que es jerga de genios adolescentes- está la peregrina idea de que Einstein persiguió infructuosamente durante toda su vida inventar una máquina del tiempo o, si se prefiere, la forma de trasladarse en el tiempo. 

Vamos a ver, una cosa es que Einstein sea el padre de la Teoría de la Relatividad Especial y que en el marco de la misma nos iluminase con la noción de que el tiempo se dilata cuando se viaja a velocidades próximas a la de la luz y otra muy distinta que se preocupase por inventar una máquina temporal. Hasta donde se sabe -que es bastante- Einstein nunca mostró mayor interés en inventar nada material. Que lo que le motivaba eran sus experimentos mentales.

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