De Latijnse uitdrukking " creatio ex nihilo " betekent "schepping uit het niets, " en het is grotendeels het domein van de theologie, filosofie en mythologie met een reden:de eerste wet van de thermodynamica, wat eigenlijk een vergelijking van het behoud van energie is. De kern van die vergelijking, zoals je je ongetwijfeld herinnert, is dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd.

Welke invloed heeft deze wet op de materie? Albert Einstein theoretiseerde dat materie en energie uitwisselbaar zijn. Materie neemt ruimte in beslag, heeft massa en vormt het grootste deel van het zichtbare universum om je heen. Energie, anderzijds, neemt meerdere vormen aan en is in wezen de kracht die ervoor zorgt dat dingen in het universum gebeuren. Maar zowel materie als energie zijn variaties van hetzelfde. Elk kan in het andere worden omgezet. Volgens Einstein en de eerste wet van de thermodynamica, een vaste hoeveelheid energie en materie bestaat in het universum.

Wanneer twee protonen botsen in de Large Hadron Collider, ze kunnen uiteenvallen in subatomaire deeltjes die quarks worden genoemd en een verzachtende deeltjeskracht die een gluon wordt genoemd. Zelfs als materie en antimaterie elkaar vernietigen, ze produceren energie, in de vorm van fotonen, die kwantumeenheden van licht zijn.

Als je een molecuul uit atomen zou bouwen, je zou geen materie creëren. Een atoom is ook materie - en dat geldt ook voor de subatomaire deeltjes erin. Het is alsof je meel neemt en het gebruikt om een ​​cake te maken. Je zou geen voedsel creëren. In plaats daarvan, je zou één voedingsproduct nemen en er een ingewikkelder voedingsmiddel van maken.

Om materie te vervaardigen op een manier die voldoet aan de eerste wet van de thermodynamica, je moet energie omzetten in materie. Deze omzetting vond ongeveer 13 miljard jaar geleden op kosmische schaal plaats. De oerknal bestond volledig uit energie. Materie ontstond pas toen er een snelle afkoeling plaatsvond.

In het labortorium, het creëren van materie brengt een reactie met zich mee genaamd paar productie , zo genoemd omdat het een foton omzet in een paar deeltjes:één materie, één antimaterie (het omgekeerde van de vernietiging van materie-antimaterie die we zojuist noemden). Brookhaven Nationaal Lab, de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (CERN) en Fermilab hebben deze reactie allemaal opgewekt door een foton in een zware atoomkern te schieten. De kern deelt de energie en laat het foton desintegreren in een elektron en a positron , de antimaterie tegengesteld aan een elektron. Het positron verandert onvermijdelijk weer in een foton wanneer het botst met een elektron.

Dus ja, mensen kunnen materie maken. We kunnen licht omzetten in subatomaire deeltjes, maar zelfs de beste wetenschappers kunnen niet uit niets iets creëren.

Verken de links op de volgende pagina om nog meer te leren over de subatomaire wereld.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

• Hoe atomen werken
• Hoe Atom Smashers werken
• Hoe de Large Hadron Collider werkt
• Hoe de oerknaltheorie werkt
• Wat bestond er vóór de oerknal?

Meer geweldige links

• CERN

bronnen

• Ferlic, Kenneth. "Het fenomeen van Pair Production." 2006. (14 juli, 2010) http://ryuc.info/creativityphysics/energy/pair_production.htm
• Lipson, Eduard. "Lezing 17:Speciale Relativiteit." Syracuse Universiteit. (14 juli, 2010) http://physics.syr.edu/courses/PHY106/Slides/PPT/Lec17-Special-Relativity_2.pdf
• schip, Hengel. "Relativistische Energie." Hyperfysica. (14 juli, 2010) http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/relativ/releng.html
• "Newton's Dark Secrets:magie of reguliere wetenschap?" NOVA. november 2005. (14 juli, 2010) http://www.pbs.org/wgbh/nova/newton/alch-newman.html
• "Paarproductie." Stadscollega. (14 juli, 2010) http://www.citycollegiate.com/pair_production.htm