5.15 Konversi massa–energi

Beranda ／ Bab 5: Partikel mikroskopis

Pendahuluan
Dalam Teori Benang Energi (EFT), massa adalah energi yang disimpan di simpul mandiri benang yang terendam di Lautan energi (Energy Sea), sedangkan energi berupa paket koheren yang melaju di lautan itu. Konversi berarti melepaskan simpul agar berubah menjadi gelombang atau menarik benang dari gelombang untuk mengikat simpul. Pada lingkungan tegangan yang sama, rasio tukar tetap; saat membandingkan lintas-lingkungan, kami menskalakan ulang jam dan penggaris menurut tegangan lokal.

I. Kasus tepercaya “massa → energi” (simpul terurai menjadi gelombang)

• Annihilasi partikel–antipartikel: elektron dan positron “mengembalikan benang ke lautan” dan melepas hampir seluruh energi sebagai dua foton; banyak peluruhan meson berumur pendek mengikuti pola yang sama.
• De-eksitasi (hilang koherensi): atom/molekul yang tereksitasi turun ke keadaan lebih hemat energi dan memancarkan foton sesuai selisih; dasar spektroskopi dan medium laser.
• Defisit massa nuklir: fusi menenun nukleon menjadi struktur lebih stabil dan menurunkan massa; fisi menulis ulang struktur terlalu tegang menjadi kombinasi yang lebih “ringan”, menyalurkan sisa ke neutron, gamma, dan energi kinetik fragmen.
• Peluruhan dan jet berenergi tinggi: partikel berat cepat terdekontruksi dan menyalurkan energi struktur ke banyak produk ringan dan radiasi dengan pembukuan energi yang rapi.
  Garis besar: struktur (stabil atau metastabil) ditulis ulang; energi tersimpan kembali sebagai paket koheren dan partikel ringan — simpul yang terurai menjadi gelombang.

II. Kasus tepercaya “energi → massa” (gelombang mengikat simpul)

• Pembentukan pasangan di medan Coulomb kuat: gamma berenergi dekat inti berat “tertangkap medan” dan menjadi pasangan e⁻e⁺; masukan adalah energi medan, keluaran membawa massa diam.
• Dua foton dan medan kuat: tumbukan foton keras atau laser ultra-intens dengan berkas elektron mendorong sistem melampaui ambang dan menghasilkan pasangan; tumbukan ultra-perifer ion berat memperlihatkannya dengan jelas.
• Partikel berat di kolider: energi berkas memadat pada volume ruang–waktu sangat kecil; benang “ditarik dan ditutup” sesaat, memunculkan W, Z, top, dan Higgs, lalu meluruh.
• Mengangkat “derau dasar” menjadi foton riil: efek Casimir dinamis dan konversi parametrik spontan mencetak pasangan foton korelasi tanpa sinyal masukan, bukti bahwa riak titik-nol melewati ambang di bawah pompa eksternal.
  Garis besar: suplai eksternal atau penulisan ulang geometri mengangkat tegangan/koherensi lokal melewati ambang nukleasi, mengubah setengah-simpul sesaat menjadi simpul nyata.

III. Sejauh mana penjelasan modern
Bahasa medan dan fluktuasi kuantum memprediksi probabilitas, sebaran sudut, hasil, dan pelestarian energi dengan sangat akurat; kinerja praktisnya tinggi. Mekanisme Higgs memparametrisasi massa diam banyak partikel. Namun pertanyaan seperti apa hakikat fluktuasi itu atau mengapa vakum beriak demikian masih dipaparkan secara abstrak dan aksiomatik: perhitungan diutamakan ketimbang citra material.

IV. Mekanisme struktural dalam EFT
Lautan adalah medium kontinu yang dapat menegang atau mengendur; benang ialah garis “material” yang ditarik dari lautan dan dapat menutup menjadi gelang.

• Massa → energi: ketika syarat swadaya gagal — tegangan ditulis ulang, fase terbuka, tekanan berlebih — simpul terlepas dan energi mengalir sebagai paket menyusuri koridor berimpedansi paling rendah.
• Energi → massa: ketika medan atau geometri menaikkan tegangan lokal, dengan suplai berkelanjutan dan fase terkunci, lautan menarik benang dan mencoba menutupnya. Kebanyakan upaya berakhir sebagai setengah-simpul; sebagian kecil menyeberang ambang menjadi partikel terdeteksi.
• Tukar dan penskalaan: di lingkungan yang sama, rasio tukar tetap; lintas-lingkungan kami skala ulang dengan tegangan lokal.
  Peta “material” ini mereduksi “mengapa bisa” ke tiga tanya operasional: apakah ambang tercapai, bagaimana rekoneksi terjadi, dan jalur mana yang paling kecil seretnya?

V. Menjembatani dua bahasa — contoh

• Annihilasi e⁻–e⁺ — Medan: foton membawa energi; Benang & Lautan: lilitan berlawanan terurai dan energi pergi sebagai berkas cahaya.
• Gamma dekat inti berat — Medan: γ → e⁻e⁺; Benang & Lautan: inti mengangkat tegangan melampaui ambang dan gelombang “menutup” menjadi pasangan.
• Dua foton / medan kuat — Medan: energi terfokus melampaui ambang; Benang & Lautan: dua suplai koheren mengunci fase dan mendorong setengah-simpul melintasi ambang.
• Kolider — Medan: energi berkas mengembun menjadi partikel baru; Benang & Lautan: gelembung tegangan tinggi nan-singkat menarik benang tebal, menutup simpul berat, lalu memecahnya.
• Casimir dinamis & konversi parametrik — Medan: fluktuasi menjadi foton; Benang & Lautan: penulisan cepat batas membuka kanal tangkap–gain bagi setengah-simpul.

VI. Sidik uji bersama

• Neraca energi tertutup pada level peristiwa dan himpunan.
• Ambang dan kemiringan yang terukur, berubah dengan tegangan lokal dan daya pompa.
• Kovarians polarisasi–fase saat orientasi tegangan berputar sepanjang lintasan.
• Preferensi kanal: koridor berimpedansi rendah lebih sering memancarkan/menjadi pasangan; pola spasial mengikuti geometri kanal.

Sebagai ringkasan

• Fisika modern sudah mengkuantifikasi pertukaran massa–energi dan eksperimen terus menegaskannya.
• Namun gambar fisik tentang mengapa vakum beriak dan bagaimana energi menjadi partikel tetap abstrak.
• EFT memberi mekanisme visual: lautan menarik benang; benang menutup menjadi simpul. Di bawah ambang tampak setengah-simpul dan latar, di atas ambang muncul partikel terdeteksi; simpul tidak stabil mengembalikan benangnya ke lautan.
• Kedua bahasa selaras di domain tumpang-tindih; bedanya, apakah kita juga menjelaskan material dan hambatan lintasan. Dengan peta ini, kita dapat menunjuk tiap eksperimen: bagian lautan mana menegang, rute mana paling mulus, dan pada langkah mana ambang nukleasi dilampaui — karena itu mengapa gelombang menjadi massa dan mengapa massa larut menjadi gelombang.