5.15 Přeměna hmoty a energie

Domů ／ Kapitola 5: Mikroskopické částice

„Hmota“ je uložená energie: „uzel“ energetických filamentů, který se sám udržuje v moři energie. „Energie“ jsou vlny šířící se v tomto moři, uspořádané do koherentních vlnových balíčků. Přeměna hmota–energie znamená buď rozvázání uzlu na vlny, anebo přitažení vln do filamentů, které se uzavírají do uzlu. V téže tensorové okolnosti je směnný poměr stálý; při srovnání odlišných okolností je třeba „hodiny a pravítko“ znovu zkalibrovat na místní tensorový základ.

I. Spolehlivé případy „Hmota → Energie“ (uzel se mění ve vlnu)

1. Anihilace částice a antičástice:
   Když se elektron setká s pozitronem, dvojice „se vrací do moře“ a téměř veškerá uložená energie odejde ve formě dvou svazků fotonů. Mnoho rozpadů krátce žijících mezonů probíhá obdobně: strukturální energie se uvolní jako světlo a lehké částice.
2. Relaxace z excitovaných stavů:
   Atom či molekula, které vnější působení „vytlačilo vzhůru“, se vracejí do energeticky úspornější struktury a vyzáří rozdíl energie ve fotonech. To je základem běžné spektroskopie a laserových ziskových médií.
3. Hmotnostní deficit v jaderných reakcích:
   • Fúze: „tká“ volné nukleony do stabilnější struktury s menší celkovou hmotností; vazebná energie se uvolní jako neutrony, gama záření a kinetická energie úlomků.
   • Štěpení: „přepisuje“ příliš napjatou strukturu na snadnější kombinaci a přebytek mění v pohyb a záření. Jaderná energetika i svit Slunce jdou touto cestou.
4. Vysokoenergetické rozpady a jety:
   Těžké částice se rychle rozpadají; strukturální energie se předává preferenčními kanály mnoha lehkým částicím a záření, s uzavřenou energetickou bilancí.

Společné jádro: stabilní či metastabilní struktura je přepsána a samo-uložená energie se vrací jako koherentní vlnové balíčky a lehké částice — tedy „uzel se rozvazuje ve vlny“.

II. Spolehlivé případy „Energie → Hmota“ (vlna se svíjí v uzel)

• Tvorba páru gama zářením u silného Coulombova pole:
  Vysokoenergetický gama foton je „zachycen“ polem těžkého jádra a přemění se na pár elektron–pozitron. Vstupem je elektromagnetická energie; výstupem jsou reálné částice s klidovou hmotností.
• Dvoufotonová a silnopólová tvorba párů:
  Čelní srážky dvou vysokoenergetických fotonů, případně vazba ultraintenzivních laserů na vysokoenergetické elektronové svazky, zvyšují místní pole nad práh a vytvářejí nabité páry. Ultraperiferní srážky těžkých iontů v urychlovačích to jasně ukazují.
• Produkce těžkých částic v urychlovačích:
  Kinetická energie svazků je stlačena do nepatrného objemu časoprostoru; na okamžik „se vytahují filamenty a uzavírají“, vznikají těžké částice (W, Z, top kvark, Higgs), které rychle rozpadají. Vstupy: kinetická a polní energie; výstupy: významná klidová hmotnost.
• Zesílení „vakuového pozadí“ do reálných fotonů:
  Dynamický Casimirův jev a spontánní parametrická konverze dolů dokážou generovat korelované páry fotonů bez vstřikovaného signálu na dané frekvenci. Při vnějším napájení nultobodové fluktuace překročí práh a stanou se měřitelnými kvanty. Ačkoli produktem jsou fotony (bez klidové hmotnosti), logika „energie → detekovatelná kvanta“ je paralelní s tvorbou párů.

Společné jádro: vnější napájení či geometrická rekonfigurace zvyšuje místní tensor a koherenci nad nukleační práh, takže krátkověké „polo-uzly“ se mění ve skutečné uzly.

III. Kam až sahá vysvětlení moderní fyziky

V jazyce „polí“ a „kvantových fluktuací“ moderní fyzika přesně předpovídá pravděpodobnosti, úhlové rozdělení, výtěžky i energetické bilance — technický úspěch. Higgsův mechanismus navíc parametrizuje hmotnostní členy mnoha elementárních částic. Nicméně na obrazné otázky typu „co přesně fluktuuje?“ či „proč vakuum fluktuuje právě takto?“ dává dominantní rámec přednost výpočtům a postulátům před materiálně představitelnou „mapou mechanismu“.

Jinými slovy, výpočty a fitování jsou silné, zatímco „obraz fungování“ je zdůrazněn méně. Jde o volbu, nikoli o chybu: zákony se organizují skrze abstraktní pole a materiální analogie ustupují.

IV. Strukturní mapa mechanismu Teorie energetických filamentů (EFT)

V Teorii energetických filamentů (EFT) je „moře“ spojité prostředí, které lze napínat či povolovat; „filamenty“ jsou „materiální linie“ vytažené z moře, jež se mohou uzavírat do smyček.

• Hmota → energie: filamenty se vracejí do moře
  Když selžou podmínky samo-udržení — silná událost přepíše tensorovou krajinu, ztrácí se fázový zámek nebo je vnější tlak příliš velký — uzel povolí a uložená energie se uvolní jako vlnové balíčky, které odcházejí cestami s nejmenší impedancí. Patří sem anihilace, relaxace z excitace i uvolnění jaderné energie.
• Energie → hmota: tah filamentů a nukleace
  Když vnější pole či geometrie zvýší místní tensor a napájení trvá při zachování fázového zámku, moře vtahuje energii do filamentů a snaží se je uzavřít. Většina pokusů zůstává krátkověkými „polo-uzly“; část překročí práh a stane se detekovatelnou. Gama-indukované páry, dvoufotonová i silnopólová tvorba párů a produkce těžkých částic jsou varianty situace, kdy „vnější napájení přetlačí polo-uzel přes práh“.
• Směna a škálování
  V jednom prostředí se hmota a energie směňují pevným poměrem. Při přechodu mezi prostředími je třeba „hodiny a pravítko“ přeškálovat na místní tensorový základ — motiv dříve zdůrazněný.

Tato „materiální mapa“ rozkládá otázku „proč je směna možná“ do tří konkrétních bodů: zda byl překročen práh, jak probíhá rekonexe a kterou cestou je odpor nejmenší.

V. Dva „jazyky“ vedle sebe (ilustrační dvojice)

1. Anihilace elektron–pozitron
   • Hlavní výklad: částice s opačnými kvantovými čísly reagují; energie odchází ve fotonech.
   • Teorie energetických filamentů: dvě proti-směrně vinuté filamenty se navzájem rozplétají; tensorově uložená energie se vrací do moře a odchází jako „svazky“ světla.
2. Tvorba páru gama zářením u těžkého jádra
   • Hlavní výklad: gama foton se ve silném Coulombově poli mění na pár elektron–pozitron.
   • Teorie energetických filamentů: jádro zvedá místní tensor nad nukleační práh; vlnová energie gama se „vtahuje do filamentů a uzavírá“, čímž vzniká reálný pár.
3. Dvoufotonová a silnopólová tvorba párů
   • Hlavní výklad: dva fotony soustředí dost energie k překročení prahu; ultraintenzivní lasery s elektronovými svazky vedou k nelineární tvorbě párů.
   • Teorie energetických filamentů: dvě koherentní dodávky se ve velmi malém objemu fázově uzamknou, posunou moře k „pracovnímu bodu tahu filamentů“; polo-uzly překročí práh a zrealizují se.
4. Produkce těžkých částic v urychlovačích
   • Hlavní výklad: zahuštěná energie svazku tvoří nové těžké částice, které rychle rozpadají.
   • Teorie energetických filamentů: v mizivém časoprostorovém objemu se na okamžik objeví „bublina vysokého tensoru“ — „tlusté filamenty se najednou vytáhnou“, uzavřou do těžkých uzlů a záhy se rozpadají.
5. Dynamický Casimirův jev a spontánní parametrická konverze dolů
   • Hlavní výklad: změnou okrajových podmínek nebo použitím nelineárního média se fluktuace vakua zesílí na reálné fotony.
   • Teorie energetických filamentů: „hranice moře a módová struktura“ se rychle přestaví, otevřou se kanály, které zachytí a zesílí polo-uzly, viditelné jako počitatelné páry fotonů.

VI. Společné, testovatelné „otisky“ (v obou směrech)

• Uzavřená energetická bilance: co klesá, co roste a kam jde rozdíl — musí sedět na úrovni události i vzorku.
• Prahy a sklony: nukleace či de-strukturalizace mají měřitelné „zapnutí a změnu sklonu“, které sledují místní tensor a sílu napájení.
• Kovariace polarizace a fáze: když trasy či prostředí změní orientovaný tensor, mění se synchronně i polarizace a fázové vztahy produktů.
• Preferovaná kanálová cesta: „koridory s nízkou impedancí“ snadněji vyzařují světlo či tvoří páry; prostorové distribuce odpovídají geometrii kanálů.

Shrnutě

• Moderní fyzika už s vysokou přesností předpovídá i potvrzuje fenomenologii a čísla směny hmota–energie.
• Přesto fyzikální obraz „co je vakuum“ a „proč se energie mění v částice“ zůstává abstraktní.
• Teorie energetických filamentů nabízí zřetelný, strukturní mechanismus: moře může vytahovat filamenty; filamenty se mohou uzavírat do uzlů. Pod prahem vidíme polo-uzly a pozadí; nad prahem detekujeme částice. Uzly, které ztratí stabilitu, se rozplétají a vracejí do moře.
• V překrývajících se mezích se předpovědi shodují; rozdíl je v tom, zda výslovně pojmenujeme „materiál a odpor trasy“. S touto mapou lze každý experiment číst konkrétně: která část moře se napnula, která trasa byla plynulejší a který krok překročil nukleační práh — proto „energie se mění v hmotu“ a „hmota se mění v energii“.