Hogy lehet energiából anyagot csinálni?

Az energia és anyag nem külön létező dolgok. Ha egy tárggyal mozgási energiát közlünk, akkor megnő a tömege is. Másrészt az energia "tiszta" megjelenési formájának, az elektromágneses sugárzásnak is van tömege.

Ezért, ha egy tárgyat pl. felmelegítünk, akkor megnő a tömege, anyagot csináltunk.

Megkérném, hogy aki nem ért hozzá, ne pontozzon.

A fenti módszerrel igen kis mennyiség keletkezik.

Ha az a feltétel, hogy sok energiát maradéktalanul alakítsunk át anyaggá, akkor gamma fotonokat kell venni, és összelőni.

Ilyenkor LEHETSÉGES, hogy keletkezik egy részecske-antirészecske páros.

Ezt a jelenséget nemrég fedezték fel, és egyelőre nagyon az elején vagyunk a gyakorlati megvalósításnak.

Amit krwkco írt részben igaz viszont nagyon pongyola nyelven és kicsit helytelenül fogalmazott. "Ezért, ha egy tárgyat pl. felmelegítünk, akkor megnő a tömege, anyagot csináltunk." ez így maximum féligazság, vagy félre vezető. Mármint technikailag igaz, de fogalmazhatott volna egyértelműbben is, 1 mól 0°C hidrogén 1 mól 400°C-on is, nem keletkezik új anyag.

Viszont ha azt mondjuk hogy ha elég energiát közlünk az anyaggal konyhanyelven eléggé felmelegítjük, keletkezhet új anyag. Ehhez viszont annyira kell felmelegíteni hogy az anyag szétbomoljon szabadon áramló protonokra, neutronokra és elektronokra.

Ennek az a magyarázata hogy a fizikai anyagot elemi részecskék alkotják ennek sok fajtája van, de ami most nekünk fontosak azok a kvarkok és az elektron (ami egy lepton). A kvarkok tulajdonsága hogy a jelen univerzumban nem képesek egyedül létezni, hanem mindig egymáshoz kötve léteznek általában hármas párokban. Ezek a kvark csoportok alkotják a neutronokat protonokat és egyéb egzotikus változataikat. A részecskék közti kötésnek van egy adott energiája, ha egy ilyen köttessél nagyobb energiát közlünk mint a kötési energiája akkor az felbomlik. A kvarkok esetében viszont ez az energia pontosan akkora mint ami egy új kvark létrehozására szükséges. És mivel a kvarkok nem szeretnek egyedül létezni így lényegében duplikálódik. A másik szükséges dolog a köznapi anyaghoz azok az elektronok. amik ugye leptonok ezek önmagukban léteznek, ezért nem keletkezhetnek úgy mint a neutronok és protonok (plusz minden más egzotikus variánsuk). Viszont a neutronoknak van egy olyan tulajdonságuk hogy némi energia leadás mellett spontán bomlást szenvednek el és egy protonná és egy elektronná bomlanak.

Ha az a kérdés hogy miért keletkeznek új kvarkok, azzal sok elmélet foglalkozik egyik ismertebb ilyen a húr elmélet.

Szerintem ezt még nem tudják. Nem találták még meg azt a legkisebb részecskét, vagy valami egyébb dolgot, ami már csak közvetlenül energiává bontható szét. Még nincs meg az anyag energia átmenet.

Érdekes adalék, az anyag energia értelmezéséhez, hogy az akkumlátorok tömege nő attól ha feltöltik. Vagy a föld tömege folyamatosan csökken attól, hogy lasúl a forgása. Tehát részben még nem találták meg hogy lesz az energiából anyag, de közben meg ilyen közvetlenűl is tetten érhető a folyamat.

#3

"Ehhez viszont annyira kell felmelegíteni hogy az anyag szétbomoljon szabadon áramló protonokra, neutronokra és elektronokra."

Az anyag univerzális mértéke a tömeg. Nem a részecskék száma. Csak ilyen módon lehet összehasonlítani két teljesen különböző dolog anyagmennyiségét. Ha az összettebb atomok szétbomlásakor (ahogy írtad) a keletkező energia egy része kilép a rendszerből és a megmaradt részecskék össztömege emiatt csökken, akkor azt mondhatjuk, hogy a rendszerben maradt anyagmennyiség csökkent. Hiába van sokkal több részecskénk.

Ezt most nem nagyon értem. Ha annyi energiát közlünk hogy szétesik az atommag akkor nem szabadul fel energia. Mivel az atomos formában a részecskék energia tartalma (vagy tömege) jóval kissebb, ezért formálnak atomokat.

Az anyagmennyiség meg definíció szerint 6·10^23 darab elemi egység így az nem csökkenhet. Csak a részecskék átlag tömege változna.

"Ha annyi energiát közlünk hogy szétesik az atommag akkor nem szabadul fel energia. Mivel az atomos formában a részecskék energia tartalma (vagy tömege) jóval kisebb, ezért formálnak atomokat."

Ez nem egy általános szabály. Az atomok egy részénél van egy energiaküszöb, ami összetartja a részecskéket. De ha közlünk velük annyi energiát, hogy ezt a gátat átlépjék, akkor "szétugranak" és a befektetettnél sokkal több energia szabadul fel. Erre példa a maghasadás és az atomerőmű.

"Az anyagmennyiség meg definíció szerint 6·10^23 darab elemi egység így az nem csökkenhet. Csak a részecskék átlag tömege változna." Ezt valóban "anyagmennyiségnek" mondják, de inkább meg kellene maradni a "molnyi mennyiség" elnevezésnél. Egymástól különböző anyagfajtákra nem érvényes. Pl. 1 molnyi szénmonoxid nem ugyanannyi "anyag", mint 1 molnyi széndioxid.

Itt azonos tömegű mennyiségekre jobban illik az azonos mennyiségű anyag kifejezés. Ezért az anyagmennyiség legjobb jellemzője a tömeg.

" De ha közlünk velük annyi energiát, hogy ezt a gátat átlépjék, akkor "szétugranak" és a befektetettnél sokkal több energia szabadul fel. Erre példa a maghasadás és az atomerőmű."

Erre én is gondoltam, de mivel addig bontjuk az atommagokat amíg már a H atommag sem stabil akkor ez nem számít. Az első pár hasadásnál tényleg energia felszabadulás lesz, de előbb vagy utóbb elérünk egy stabil atommagot. És ezeknek a magoknak felszakítására szükséges energia már nagyobb lesz mint ami az energia pozitív bomlásokból származott.

"Ezért az anyagmennyiség legjobb jellemzője a tömeg."

Ha jól értem te "anyagmennyiség" alatt nem az Avogadro-állandót érted, mint egység/fix részecske hanem mint egység/fizikailag jelenlévő tömeg vagy energia.

Ha jól értem akkor így teljesen igaz amit mondasz. Ebben az értelmezésben így mondjuk egy urán bomlása során hiába keletkezi 2 atommag a rendszer energia csökkenése miatt csökken az anyag mennyisége. Én főleg vegyész beállítottságú vagyok nekem anyagmennyiség fizikai darabszámot jelent, ezért nem értettem.

És így átgondolva az eredeti válaszod is teljesen érthető (bocs hogy lehúztam). Viszont szerintem amikor egy átlag ember új anyag keletkezésére gondol sokkal inkább asszociál arra hogy egy részecskéből kettő vagy a semmiből valami lesz.