La masa no se convierte en energía (bueno, la mayoría de las veces no es así). La masa es una forma de energía. Y viceversa.
Tomemos la masa de materia ordinaria, por ejemplo. Digamos, una cantidad de agua, que consiste solo en átomos de oxígeno e hidrógeno. En realidad, no importa, solo toma un poco de hidrógeno. Cada uno de sus átomos consiste en un protón solitario acompañado de un electrón solitario. Como el protón es más de 1800 veces más pesado que un electrón, la mayor parte de la masa de esa cantidad de hidrógeno es la masa de sus protones constituyentes.
¿Pero es misa en reposo? Realmente no. Un protón en sí es una partícula compuesta, que consta de dos quarks up y un quark down. La masa total de estos tres quarks asciende a algo así como 10 MeV (megaelectronvolts). El resto de la masa considerable del protón, casi 940 MeV, se debe a la energía de enlace entre estos quarks. Ah, y lo mismo es cierto para el otro bloque de construcción de los átomos, los neutrones.
Entonces, la próxima vez que sientas el peso de algo en tus manos, considera esto: aproximadamente el 99% de lo que sientes no es masa en reposo sino energía de enlace entre los bloques de construcción elementales de ese objeto.
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A veces, podemos liberar energía de enlace. Por ejemplo, la energía de unión entre el hidrógeno y los átomos de oxígeno es negativa. Lo que significa que la masa de una molécula de agua (H2O) es ligeramente menor que la suma de las masas de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. La diferencia es la energía que se libera cuando quemamos hidrógeno en presencia de oxígeno. Este exceso de energía se extrae en forma de energía cinética, dando a la molécula resultante una “patada”; El movimiento aleatorio de todas esas moléculas recién formadas es lo que percibimos como calor.
Sin embargo, convertir toda la masa en calor es difícil, ya que existen otras leyes de conservación en el camino. No puedes simplemente hacer que un protón vaya “poof”. Sin embargo, puedes hacer que un protón y su antipartícula, un antiprotón, colisionen y se vayan “poof”, liberando un estallido de energía en forma de fotones. Los fotones no tienen masa en reposo: toda su energía se debe a su movimiento. No obstante, en principio se podría medir el peso de los fotones. Por ejemplo, si dejas que tu protón y antiprotón se vayan “dentro” de una cámara hecha de espejos perfectos, los fotones resultantes quedarán atrapados para siempre. Si pesara la cámara tanto “antes” como “después”, su masa permanecería igual, incluso el protón y el antiprotón ya no están. Este es otro ejemplo de medir la “energía pura” como masa.
Entonces realmente, la masa es solo una forma de energía. Como el calor Como el movimiento (energía cinética). Como otras formas de energía potencial. Y al igual que hay procesos físicos que, por ejemplo, convierten la energía cinética en calor, o calor en electricidad, también hay procesos físicos que convierten la masa en otras formas de energía. Las restricciones siempre se aplican: los procesos de conversión siempre respetan las leyes de conservación (por ejemplo, la conservación del momento, el momento angular, la carga eléctrica, ciertos números cuánticos) y, por lo tanto, algunas conversiones simplemente no son posibles. Esto es algo bueno … así es como nuestros átomos constituyentes, por ejemplo, permanecen estables y no solo terminan espontáneamente con su masa de energía convertida en calor u otras formas de energía.