Como dice Michael en su respuesta, manipulamos átomos todos los días para formar moléculas.
Además, no solo los átomos, incluso las partículas que forman los átomos tienen masa intrínseca (o masa en reposo, es decir, masa como se observa en un marco de referencia donde la partícula está en reposo). Por esta razón, los átomos y las partículas que forman los átomos son “algo”, no “nada”.
Reformulando la pregunta,
¿Podemos crear partículas (algo que tenga una masa de reposo distinta de cero) a partir de “nada”? Aquí se supone que la palabra “nada” representa una partícula con masa en reposo cero.
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- Sí, tal manipulación se realizó en 1997 cuando se hicieron colisionar dos fotones para crear un par de positrones de electrones.
- Los fotones son partículas (o ondas en un campo electromagnético) que tienen masa en reposo cero pero tienen energía del movimiento.
- Si podemos impartir suficiente energía a los fotones y hacerlos colisionar. La energía de movimiento en los fotones en colisión puede transformarse en energía de masa, que es precisamente lo que hizo el experimento de 1997.
- La energía de movimiento de los fotones en colisión fue suficiente para formar un par de positrones de electrones. Los electrones tienen una masa en reposo distinta de cero (.00051 GeV), por lo que en comparación con los fotones que tienen masa en reposo cero, los electrones son “algo”.
- Un artículo publicado en Nature en septiembre de 2013 describe otro experimento en el que los fotones que son partículas sin masa (es decir, masa en reposo cero) pueden ser inducidas a comportarse como partículas con masa en un estado unido a dos fotones. El artículo establece que las aplicaciones de esta técnica incluyen conmutación totalmente óptica, lógica cuántica fotónica determinista y la generación de estados de luz fuertemente correlacionados.
- Por último, la palabra “nada” puede ser un término demasiado suelto para usar cuando se refiere a la materia a nivel de partículas, donde la intuición falla y las cosas ya son confusas ( por ejemplo, el electrón no es más que una onda en un campo de electrones, el fotón no es más que una onda en un campo electromagnético, etc. ). Por ejemplo, como James señala en su respuesta, incluso el vacío no está realmente vacío: también hay campos que lo impregnan.
Un rayo láser débil polarizado linealmente cerca de la transición | cerca derecha | flecha derecha | cerca derecha a 780 nm se envía a un gas de rubidio frío accionado por un láser de control cerca de la cerca derecha cerca | transición derecha | flecha derecha a 479 nm. Las fuertes interacciones no lineales entre los fotones polarizados σ + se detectan utilizando las funciones de correlación fotón-fotón de la luz transmitida para un conjunto de bases de polarización diferentes, según lo determinado por una placa de cuarto de onda (QWP), una placa de media onda (HWP) y un divisor de haz polarizante (PBS). Aquí los fotones σ− sirven como referencia de fase. c, espectros de transmisión (arriba) y desplazamiento de fase (abajo) para σ + fotones con una tasa entrante de Ri = 0.5 μs − 1 (cuadrados azules) o Ri = 5 μs − 1 (círculos verdes), para un campo de control rojo- desafinado por Δ / 2π = 15 MHz. La línea azul muestra el espectro teórico. El espectro a una velocidad de sonda alta se aproxima al del sistema de dos niveles no controlado (gris discontinuo; véase también la Fig. Complementaria 2). La línea vertical continua corresponde a la resonancia EIT. d, agrupamiento de fotones y estado unido a dos fotones. Función de correlación fotón-fotón predicha teóricamente en la aproximación de la ecuación de Schrödinger (arriba, línea azul) para Δ / 2π = 14 MHz, con un pozo potencial de ancho 2rB (abajo, línea verde). El estado encuadernado (abajo, rojo) y la superposición de estados de dispersión (abajo, negro) forman la función de onda inicial, ψ = 1 (abajo, azul discontinua). El estado unido de dos fotones resulta en el agrupamiento observado en la función de correlación (arriba, círculos grises), donde el tiempo se ha convertido en distancia usando la velocidad del grupo, vg. Los efectos límite resultantes de la extensión finita de la nube atómica se vuelven importantes para | r | ≥ 5rB. Atractivos fotones en un medio no lineal cuántico, Nature Sept 2013
Referencias
- Producción de positrones en dispersión de luz por luz multiphoton, cartas de revisión de física 1997
- Los científicos usan la luz para crear partículas
- Física moderna: cada vez más vacías
- Fluctuaciones cuánticas y su energía
- Partículas virtuales: ¿qué son?
- La teoría del campo cuántico y el modelo estándar: Matthew D. Schwartz Este libro fue publicado recientemente, diciembre de 2013. Ha recibido críticas muy positivas. Acabo de comprarlo. Sin embargo, requiere un fuerte fondo matemático.
- Atractivos fotones en un medio no lineal cuántico, Nature Sept 2013
- Los científicos de Harvard y el MIT crean una forma de materia nunca antes vista
