¿Se puede convertir energía en materia?

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.

Fuente

Cien preguntas básicas sobre la ciencia - Isaac Asimov - ISBN 978-84-206-3982-6