Massa negativa e não conservação do momento linear?

10 de março, 2014 às 5:47 | Postado em Física Nuclear, Física de Partículas, Relatividade

Professor, eu estava pensando sobre o que seria massa negativa, então cheguei a uma situação estranha e tive uma duvida sobre a conclusão que deveria tirar. A situação era a seguinte:

Se existisse uma partícula igual ao elétron em todas as suas propriedades, a não ser pelo sinal da quantidade de massa, quando esta mesmo se aproximasse de outro elétron ela sentiria uma força de repulsão que geraria uma aceleração em sentido contrário devido ao sinal da massa, fazendo com que o elétron normal fosse empurrado e o elétron estranho fosse puxado na direção dele e isso causaria uma perseguição infinitamente. Essa hipótese claramente quebraria a conservação do momento linear, já que ao invés de se manter em zero, o momento linear seria duas vezes a massa do elétron multiplicada pela velocidade do mesmo. Então, sobre este assunto, seria correto concluir que a massa negativa não deve existir ou que se ela existir a lei de conservação do momento não se aplicará a ela?

Interessante esse caso onde a massa gravitacional de uma partícula é considerada negativa. Recentemente, experimentos como o ALPHA (alpha.web.cern.ch/) no CERN usam uma quantidade considerável de anti-hidrogênio confinados em armadilhas magnéticas e estudam o seu comportamento quanto a gravidade. Futuros experimentos no CERN, como o AEGIS e GBAR, refinarão os estudos feitos no ALPHA. Há especulações teóricas de que anti-matéria tem comportamento  gravitacional diferente comparado com o seu contraponto de matéria: a questão se anti-matéria seria gravitacionalmente repulsiva é questão em aberto.

Na questão formulada, conservação de momento é garantida de maneira geral. A terceira lei de Newton é tacitamente obedecida pela força resultante de interação entre as partículas (força elétrica e gravitacional são campos de força central). Portanto, se o sistema de duas partículas está isolado o momento do sistema será conservado. Creio que a confusão na análise do momento, como argumentado, se deve ao fato de esquecer que o “elétron estranho” tem massa gravitacional (e inercial, pelo principio da equivalência fraco) igual a “-m” e seu momento é portanto “-mv” (mesma argumentação vale para mostrar a conservação da energia total). Em suma, um “dipolo de massa” não violaria nenhuma das leis da mecânica newtoniana clássica.

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