Production par paire © 2010 HowStuffWorks.com L'expression latine " création ex nihilo " signifie " création à partir de rien, " et c'est en grande partie le domaine de la théologie, la philosophie et la mythologie pour une raison :la première loi de la thermodynamique, qui est en fait une équation de conservation de l'énergie. L'essentiel de cette équation, comme vous vous en souvenez sans doute, est que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite.
Comment cette loi affecte-t-elle la matière ? Albert Einstein a théorisé que la matière et l'énergie sont interchangeables. La matière prend de la place, a une masse et compose la majeure partie de l'univers visible autour de vous. Énergie, d'autre part, prend de multiples formes et est essentiellement la force qui fait que les choses se produisent dans l'univers. Pourtant, la matière et l'énergie sont des variations de la même chose. Chacun peut se convertir dans l'autre. D'après Einstein et la première loi de la thermodynamique, une quantité fixe d'énergie et de matière existe dans l'univers.
Lorsque deux protons entrent en collision dans le grand collisionneur de hadrons, ils peuvent se séparer en particules subatomiques appelées quarks et en une force particulaire atténuante appelée gluon. Même lorsque la matière et l'antimatière s'annihilent, ils produisent de l'énergie, sous forme de photons, qui sont des unités quantiques de lumière.
Si vous deviez construire une molécule à partir d'atomes, vous ne créeriez pas de matière. Un atome est aussi de la matière, tout comme les particules subatomiques qu'il contient. C'est comme si vous preniez de la farine et que vous l'utilisiez pour faire un gâteau. Vous ne créeriez pas de nourriture. Au lieu, vous prendriez un produit alimentaire et en fabriqueriez un aliment plus compliqué.
Fabriquer la matière en respectant la première loi de la thermodynamique, vous devez convertir l'énergie en matière. Cette conversion s'est produite à une échelle cosmique il y a environ 13 milliards d'années. Le big bang était entièrement constitué d'énergie. La matière n'est apparue que lorsqu'un refroidissement rapide s'est produit.
Dans le laboratoire, créer de la matière entraîne une réaction appelée production de paires , ainsi appelé parce qu'il convertit un photon en une paire de particules :une matière, une antimatière (l'inverse de l'annihilation matière-antimatière que nous venons de mentionner). Laboratoire national de Brookhaven, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) et le Fermilab ont tous généré cette réaction en envoyant un photon dans un noyau atomique lourd. Le noyau partage l'énergie et permet au photon de se désintégrer en un électron et un positron , l'antimatière opposée à un électron. Le positon redevient inévitablement un photon lorsqu'il entre en collision avec un électron.
Donc oui, les humains peuvent fabriquer de la matière. Nous pouvons transformer la lumière en particules subatomiques, mais même les meilleurs scientifiques ne peuvent pas créer quelque chose à partir de rien.
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