Desde la famosa ecuación de Einstein, el mundo de la física ha volcado parte de sus esfuerzos en las reacciones nucleares. Convertir materia en energía es algo ya cotidiano en las centrales nucleares, en las que se utiliza el proceso de fisión para obtener energía. Del mismo modo, también la fisión se utiliza como arma destructiva, y la fusión nuclear supone una de las alternativas futuras más deseadas para conseguir energía de forma limpia. Definitivamente, el ser humano ya se ha hecho a la idea de que convertir materia en energía es algo posible y aprovechable. Pero, ¿se puede realizar el camino inverso? ¿Podemos convertir energía en materia?Por supuesto, claro que sí, pero hacerlo en grandes cantidades resulta poco práctico. Necesitamos una cantidad de energía enorme para producir una cantidad de materia casi insignificante.
La fórmula por excelencia de Einstein dice que e = mc2, donde "e" representa la energía, medida en ergios, "m" representa la masa en gramos y "c" es la velocidad de la luz en centímetros por segundo (el ergio es una unidad muy pequeña de energía; para hacernos una idea, una kilocaloría es igual a unos 42.000 millones de ergios)
Como ya sabemos, la luz se propaga en el vacío a una velocidad aproximada de 30.000 millones de centímetros por segundo. Por lo tanto, c2 representa unos 900.000.000.000.000.000.000 de centímetros por segundo.
Así pues, una masa de un gramo puede convertirse, en teoría, en 9 x 1020 ergios de energía.Ésa es la razón por la que las bombas atómicas, donde se convierten en energía grandes cantidades de materia, desaten tanta destrucción; o que la energía nuclear de fisión sea una de las más potentes, rentables y productivas del mundo.
Pero, respondiendo a la pregunta del título, la conversión funciona en ambos sentidos. La conversión de energía en materia puede hacerse en cualquier momento en el laboratorio. Una partícula muy energética como un fotón de rayos gamma puede convertirse en un electrón y un positrón sin grandes dificultades. En ese proceso se convierte energía en materia.
¿Es todo así de fácil? Por supuesto que no. La materia formada se reduce a dos partículas ligerísimas, de masa casi despreciable y por supuesto invisibles al ojo humano. ¿Podríamos crear una cantidad de materia lo suficientemente grande para que la podamos ver por lo menos?
Volvemos a las matemáticas. Si un gramo de materia puede convertirse en una cantidad de energía tan enorme como la que mencionamos anteriormente, entonces hará falta toda esa energía para fabricar un solo gramo de materia.
Y aunque alguien estuviese dispuesto a hacer el experimento y correr con el gasto de reunir toda esa energía para formar un gramo de materia, no lo lograría. Sería imposible producir y concentrar toda esa energía en un volumen suficientemente pequeño para producir de golpe un gramo de materia.
Definitivamente, en teoría se puede, pero en la práctica no (por obra humana claro). Es una situación demasiado extraña y compleja como para reproducirla en un laboratorio (por ahora...). Los recientes experimentos en el LHC han demostrado que es posible crear materia a partir de energía pura, pero como ya hemos comentado, son resultados con masa casi insignificante.
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9 comentarios:
Fiel a tu particular estilo, Cendrero. Un artículo muy ameno y muy bien explicado.
La ecuación (E=mc2) de Einstein es la más conocida por el público en general y quizá poco entendida...de hecho pocos son los que saben en qué unidades expresarla. En fin, gracias, como siempre. :-)
¡Gracias por tus palabras Dani!
Exacto, como bien dices, la ecuación de Einstein es conocida mundialmente (es un icono de la ciencia), pero muchas veces sólo se tienen escaso conocimientos de ella. La cuestión es sacar lo importante del artículo, me alegro de que te haya gustado :D
Genial el post.
Aunque ahora lo que más nos conviene es aprender a convertir materia en energía de la manera más eficiente posible... y esto se relaciona con la fisión y fusión nuclear. Lo de la fusión es un tema interesante. El profesor de física que tuve decía en broma que el tiempo que queda para que se consiga dominar la energía de fusión es otra constante universal: 30 años. Es lo que le decían a él cuando estudió la carrera, y lo que siguen diciendo.
Que por cierto, ahí te dejo la idea para un post :D
Saludos!
¡Hola Fisilosofo, gracias por el comentario!
La verdad es que la fusión es todo un quebradero de cabeza, cuando parece que avanza luego se vuelve a retrasar... Yo me siento optimista en este tema, creo que la fusión es la energía del futuro sin lugar a dudas, ojalá se consiga pronto de forma rentable, pero parece que todavía nos queda un tiempo. Buscaré información a ver si le dedico un artículo este verano ;)
Sobre lo que sí tengo pensado escribir este verano es sobre la fisión nuclear, le voy a dedicar un buen artículo sobre su polémica situación (ya sabes, que si a favor, que si en contra, que si a medias...). Ya veréis mi opinión :)
Ese post será controvertido, ya lo verás. Yo estoy a favor, pero me reservo comentarios para el post :D
Saludos
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Muchos años después, pero es una lástima que Asimov no comprenda a Einstein y que se propaguen ideas que no son correctas del todo. No, Einstein no sugiere que la materia pueda convertirse en energía o vice versa. Lo que Einstein dice es que la materia contiene energía en forma de momento o de masa (la ecuación E=mc^2 está incompleta: falta la parte del momento E^2=(pc)^2+(mc^2)^2 o E=(gamma)mc^2 ) y en una reacción nuclear, o en el proceso fotón -> electrón, positrón, solo se convierte una partícula en otras o materia en otras formas de materia, trasladando energía, no creándola. La energía siempre estuvo ahí, en las partículas (como momento en el fotón o como masa en material nuclear). No hay manera físicamente posible de tener "energía pura". Todo tipo de energía es solo una propiedad de un portador. Un fotón (lo que se le llama energía pura) no es energía: es una partícula que contiene energía
Si el fuego depende del oxígeno para mantenerse luego si quitamos el oxígeno deja de haber fuego, por lo tanto el fuego no se concerva, si no se concerva entonces simplemente desaparece ¿No viola eso la concervación de la materia?
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