Ciencia

Pode energia virar matéria? Sim!!!

A possibilidade da conversão de energia em matéria e vice-versa é conhecida desde que Einstein formulou a Teoria da Relatividade Especial em 1905, e a aparente demonstração da impossibilidade, mostrada recentemente numa nota no QMCWEB, vem da aplicação equivocada dos conceitos relativísticos e da confusão a respeito de qual é a energia interna de um sistema, quando ela varia e quando permanece constante. Para ver isto, comecemos pela equação relativística de energia

[pic]

Nessa equação [pic] é a massa de repouso, [pic] a chamada massa relativística (ver comentário ao final deste texto sobre a inconveniência de definir-se uma massa relativística), [pic] é a velocidade do sistema medida por um observador externo e [pic] é a velocidade da luz. Essa equação nos diz que, para um observador externo a um sistema, a energia do sistema depende de sua velocidade e sua massa de repouso. Quando o sistema está em repouso [pic] ele ainda tem uma energia igual a [pic], que é chamada de energia de repouso. É interessante reescrever essa equação como

[pic]; [pic]

onde [pic] é a energia cinética relativística, que é nula para [pic]. É importante ter em mente que um sistema é considerado em repouso quando seu centro de massa tem velocidade nula, independente da velocidade que tenham os componentes do sistema. A relação [pic] permite ver que [pic], ou seja, que ao fornecermos energia ao sistema sem tirá-lo do repouso sua massa de repouso aumenta. Isto pode ser feito, por exemplo, fornecendo energia térmica ao sistema: um corpo aquecido tem mais massa que o mesmo corpo frio, apesar de a diferença, para temperaturas usuais, ser pequena demais para ser detectada. Um exemplo ajuda a entender. Considere dois corpos de massas de repouso iguais ([pic]) totalizando uma massa [pic]. Inicialmente em repouso, esse sistema tem energia inicial [pic]. Vou agora inserir energia neste sistema lançando os corpos um contra o outro com