Una hoja de papel se estira rápidamente en todas direcciones. Sobre ella hay dibujadas diminutas flechas que representan partículas, y el estiramiento hace que se muevan e interactúen de manera diferente a como lo harían sobre una mesa fija. Más o menos así se comporta el espacio en un universo en expansión, donde la curvatura no es solo una abstracción, sino un factor real que afecta los cimientos mismos de la materia.
En el nuevo trabajo, los físicos examinaron qué ocurre con un fermión cargado (una partícula como el electrón) en ese espacio que se estira, cuando lo atraviesa un campo magnético uniforme. Normalmente, en un campo magnético fuerte, incluso los fermiones sin masa pueden adquirir masa; a este efecto se le llama catálisis magnética. Es similar a cómo, en un autobús lleno, los pasajeros apretujados unos contra otros comienzan a moverse de manera coordinada, formando un grupo estable. Aquí, las partículas y antipartículas, comprimidas por el campo magnético, forman pares que se comportan como partículas con masa.
Sin embargo, en un universo en expansión, donde el espacio tiene curvatura, el panorama cambia. La curvatura actúa como una fuerza que estira y que impide que las partículas se mantengan unidas. Si el campo magnético intenta "pegar" a las partículas en un estado masivo, la expansión del espacio las separa. Los autores descubrieron que, con una curvatura suficientemente grande, el efecto de la catálisis magnética desaparece por completo: la expansión gana y la simetría (la propiedad de las partículas de ser sin masa) se restaura. Es como intentar armar un rompecabezas sobre una alfombra de goma: cuanto más se estira la alfombra, más difícil es mantener las piezas juntas.
Esa danza entre el campo magnético y la curvatura del espacio determina la estructura de fases del vacío: con curvatura débil reina la fase masiva, y con curvatura fuerte, la fase sin masa. Esto no es solo teoría: comprender estos procesos arroja luz sobre cómo, en los primeros instantes después del Big Bang, las partículas adquirieron sus propiedades. Esa misma hoja de papel del principio, al estirarse, no deja que las flechas se peguen entre sí, y es precisamente ese forcejeo lo que dibuja el cuadro del nacimiento de la masa en nuestro mundo.
En campos magnéticos intensos, como los que se encuentran cerca de las estrellas de neutrones, la masa efectiva del electrón puede aumentar cientos de veces, pero solo en cuanto a su comportamiento en la materia, no en el sentido de una masa en reposo real.
En la novela "Visión ciega" de Peter Watts, los seres extraterrestres utilizan campos magnéticos para manipular la materia a nivel cuántico, casi como en este trabajo, donde el campo y el espacio luchan por la masa de las partículas.