Energia Pierwotna? rozważania

Dysputant

Wiemy iż w przyrodzie niemal wszystko ma swoje dwie strony.
Przykłady każdy sam może chyba sobie podać.
Zastanawia mnie pewien fakt: Skoro z łatwością potrafimy przemienić materię w energię to czy owy proces można odwrócić?

Fotosynteza jest dobrym przykładem kiedy to energia pozwala scalać materię w większe struktury.
Nuklearne eksplozje to oddziaływania na poziomie jąder atomowych lecz co kiedy człowiek spróbuje rozerwać wiązania pomiędzy kwarkami lub nawet dalej?

Łatwo dojść do tego iż obecna materia nie istniała w takiej ilości jak teraz ponieważ skąd by się wzięła jako taka?
Zastanawiałem się czy istniało/istnieje coś takiego jak Energia pierwotna, (nie to co w Google się pokazuje) ale rodzaj energii/oddziaływania zwać jak się chce które się zmaterializowało i oddziałując ze sobą drgając tworząc materię.
Istniejemy dzięki tym wibrującym atomom i cząsteczkom, zatrzymanie ich ruchu jest praktycznie nie wykonalne, czy jednak gdyby udało się dosłownie zatrzymać tą wibrację energia pierwotna ukazała by się na nowo?

Myślę iż zderzanie atomów w akceleratorach to sposób zatrzymania tych wibracji. w momencie zderzenia takie dwa atomy ustają w swym ruchu na nieskończenie mały okres czasu (wiedząc że czas jako taki opisuje drgania 1s to xxx drgań Cezu itp.)
Wracając do rzeczy: kiedy te cząstki zatrzymują się w swym ruchu uwalniają energię na wszelkie możliwe sposoby, czy to promieniowanie czy inne mniejsze cząstki materii,
Ciekawi mnie tylko czy kiedy następuje takie zderzenie atomy rozpadają się na np: protony i neutrony jak kamień na mniejsze części czy może (ponieważ nawet i prot. i neut. mogą być rozbijane) niszczony atom uwalnia tą Czystą pierwotną energię która wedle jakieś nieznanej nam reguły ponownie przeobraża się w materię.

Wiem że to strasznie pomieszane jest , ale podkreślam to jako czyste rozważania nie mam znajomych fizuków kwantowych i po prostu nie mam z kim o tym gadać Smile

(nawet jak bym miał to pewnie po pierwszej minucie nie rozumiał bym większości przekazu)

AzzziRel

No cóż, spróbuję odpowiedzieć na twoje pytania zgodnie z tym jak to jest przedstawione w Modelu Standardowym.

Dysputant napisał:

lecz co kiedy człowiek spróbuje rozerwać wiązania pomiędzy kwarkami lub nawet dalej?

I tu jest mały haczyk: siły wiązania między kwarkami rosną wraz z oddalaniem ich od siebie, czyli odwrotnie niż to ma miejsce np. dla elektronu oddziałującego z protonem. Taki proton z elektronem oddziałuje elektromagnetycznie, w sposób, który można opisać wzorem: F=k*Qq/r^2. Czyli siła słabnie z kwadratem odległości. W przypadku kwarków (gdzie mamy do czynienia z tak zwanym oddziaływaniem silnym, które ma to do siebie, że siła z nim związana rośnie wraz z odległością) mamy sytuację taką, iż nie mogą one występować samodzielnie. Mamy dwa ładunki elektryczne: + i -. Ładunki oddziaływania silnego zaś to: czerwony, zielony, niebieski oraz antyczerwony, antyzielony, antyniebieski. Mieszanka tych ładunków zawsze musi dawać biały (czyli np. czerwony-zielony-niebieski albo np. czerwony-antyczerwony). Dlatego też ciężko mówić o rozpadzie protonów czy neutronów a już na pewno nie o rozpadzie na składowe jakimi są kwarki.

Dysputant napisał:

Ciekawi mnie tylko czy kiedy następuje takie zderzenie atomy rozpadają się na np: protony i neutrony jak kamień na mniejsze części czy może (ponieważ nawet i prot. i neut. mogą być rozbijane) niszczony atom uwalnia tą Czystą pierwotną energię która wedle jakieś nieznanej nam reguły ponownie przeobraża się w materię.

W akceleratorach nie zderza się całych atomów tylko same jądra atomowe (atomy pozbawione elektronów), ewentualnie pojedyncze cząstki takie jak protony, neutrony, elektrony, pozytony, itp., itd. Np. jak wygląda oddziaływanie pomiędzy protonem i neutronem? Jedną z możliwości jest coś takiego:

Proton, który składa się z dwóch kwarków up (górnych) i jednego down (dolnego) wysyła pion zero (składający się z kwarku i antykwarku), który zostaje pochłonięty przez neutron. Można to traktować też tak, że proton z neutronem wymieniają się kwarkami. Proton oddaje jeden swój kwark dolny i dostaje od neutronu jego kwark dolny. Można to jednak traktować jak wysłanie pionu składającego się z kwarku-antykwarku (dolny-antydolny), gdyż jak postulował Feynman, antycząstkę można traktować jak cząstkę podróżującą wstecz w czasie, dlatego otrzymywanie przez proton kwarku dolnego jest równoważne wysyłaniu antydolnego.
Teraz może przedstawię skład kwarkowy kilku cząstek. Ogólnie cząstki składające się z kwarków (hadrony) dzielą się na bariony, mezony i hiperony. Bariony/hiperony składają się z trzech kwarków a mezony z dwóch kwarków.

p (proton), Delta+ = u-u-d
n (neutron), Delta zero = u-d-d
Lambda zero, Sigma zero = uds (kwarki górny-dolny-dziwny)

mezony:
Pion plus = u-(anty)d
Pion minus = (anty)u-d
Pion zero = u-(anty)u lub d-(anty)d (ogólnie mówienie, że cząstki zbudowane z określonych kwarków jest pewnym uproszczeniem. Tak naprawdę są to stany mieszane. Można powiedzieć, że np. taki Pion zero przez pewien czas składa się z kwarków u-antyu a przez pewien czas z kwarków d-(anty)d ).
Kaon plus = u-(anty)s
Kaon minus = (anty)u-s
Kaon zero = d-(anty)s

I teraz przykładowa reakcja:
Pion minus + proton -> Kaon zero + Lambda zero.
czyli:
(anty)u-d + u-u-d -> d-(anty)s + u-d-s
Co tu się dzieje? Pion minus zderza się z protonem. Kwarki znajdują się blisko siebie. Antykwark (anty)u anihiluje z kwarkiem u dając gluon (kwant oddziaływania silnego), który następnie rozpada się na kwark s i antykwark (anty)s. Tak więc (anty)u w pionie minus zostaje zastąpiony przez (anty)s przez co otrzymujemy kaon zero, zaś u w protonie zastąpiony zostaje przez kwark s i zamiast protonu mamy lambdę zero. Nie ma tu jakichś tajemniczych energii pierwotnych.
Ciekawe, że:
p (proton), Delta+ = u-u-d
n (neutron), Delta zero = u-d-d
Czyli z tych samych kwarków mogą być zbudowane różne cząstki. Z czego to wynika? Z tego, że cząstkę determinuje nie tylko skład kwarkowy ale różne liczby kwantowe takie jak np. spin czy parzystość. Liczby te zaś zależne są od energii układu. Np. takie kwarki mogą być bardziej lub mniej oddalone od siebie co skutkuje tym, że silniej lub słabiej się przyciągają co odzwierciedlenie może mieć w masach takich układów kwarków. Istotne są także kwarki morza, czyli nieustannie powstające i anihilujące pary kwark-antykwark (jest to związane z tak zwaną energią próżni), które mają wpływ na każdą cząstkę rzeczywistą.