Parproduktion © 2010 HowStuffWorks.com Den latinska frasen " creatio ex nihilo "betyder" skapelse ur ingenting, "och det är till stor del teologins område, filosofi och mytologi av en anledning:termodynamikens första lag, vilket faktiskt är en bevarande av energikvationen. Kärnan i den ekvationen, som du säkert kommer ihåg, är att energi varken kan skapas eller förstöras.
Hur påverkar denna lag materia? Albert Einstein teoretiserade att materia och energi är utbytbara. Materia tar plats, har massa och komponerar det mesta av det synliga universum omkring dig. Energi, å andra sidan, tar flera former och är i huvudsak den kraft som får saker att hända i universum. Men både materia och energi är variationer av samma sak. Var och en kan konvertera till den andra. Enligt Einstein och termodynamikens första lag, en fast mängd energi och materia finns i universum.
När två protoner kolliderar i Large Hadron Collider, de kan bryta isär i subatomära partiklar som kallas kvarker och en mildnande partikelkraft som kallas en gluon. Även när materia och antimateria förstör varandra, de producerar energi, i form av fotoner, som är kvanteenheter ljus.
Om du skulle bygga en molekyl av atomer, du skulle inte skapa materia. En atom är också materia - och det är de subatomära partiklarna i den också. Det är som om du tog mjöl och använde det för att göra en tårta. Du skulle inte skapa mat. Istället, du skulle ta en matprodukt och bygga en mer komplicerad mat ur den.
Att tillverka materia på ett sätt som följer termodynamikens första lag, du måste omvandla energi till materia. Denna omvandling skedde i kosmisk skala för cirka 13 miljarder år sedan. Big bang bestod helt och hållet av energi. Frågan uppstod bara när snabb kylning inträffade.
I labbet, skapa materia innebär en reaktion som kallas parproduktion , så kallad eftersom den omvandlar en foton till ett par partiklar:en materia, en antimateria (baksidan av materia-antimateria-förintelsen som vi just nämnde). Brookhaven National Lab, Europeiska organisationen för kärnforskning (CERN) och Fermilab har alla genererat denna reaktion genom att skjuta en foton till en tung atomkärna. Kärnan delar energin och låter fotonen sönderfalla till en elektron och a positron , motsatsen till en elektron. Positronet blir oundvikligen tillbaka till en foton när den kolliderar med en elektron.
Så ja, människor kan tillverka materia. Vi kan förvandla ljus till subatomära partiklar, men även de bästa forskarna kan inte skapa något ur ingenting.
Utforska länkarna på nästa sida för att lära dig ännu mer om den subatomära världen.
