La legge della conservazione della massa-energia (il famoso E=mc²) rende a priori possibile anche il fenomeno opposto, che l'energia si trasformi in massa. Come mai non è un fenomeno altrettanto familiare? Si potrebbe pensare di concentrare tanta energia in uno spazio molto ristretto, e di vederla trasformarsi in massa di una particella.

Ci hanno per l'appunto pensato i fisici, che costruiscono acceleratori di particelle precisamente per questo scopo. Consideriamo una particella di massa modesta, ad esempio un elettrone. Questa massa è equivalente a una certa energia di riposo. Accelerandola, le si imprime energia addizionale; questa energia dovuta al moto può diventare anche molto maggiore dell'energia di riposo. (Nel caso dell'elettrone, negli esperimenti più costosi effettuati finora quest'energia addizionale è stata anche centomila volte più grande dell'energia a riposo.)

Dal punto di vista delle velocità raggiunte, quest'enorme guadagno di energia risulta piuttosto inefficace: la velocità dell'elettrone non fa che avvicinarsi sempre di più a quella della luce: si passa dal 99% della velocità della luce, al 99,9%… e così via. Lo scopo è però un altro: una particella così accelerata funziona da formidabile "serbatoio" di energia concentratissima. Urtando due di queste particelle, si è così concentrata energia (in principio, alta a piacimento; in pratica, limitata dalle caratteristiche dell'acceleratore e… dai fondi a disposizione) in uno spazio ristretto.

Non resta a questo punto che osservare il risultato. L'energia dovuta al moto si converte effettivamente in massa a riposo di nuove particelle. La natura non fornisce particelle con masse a nostro piacere, ma piuttosto un "catalogo", ben assortito —dal minuscolo neutrino ai massicci bosoni Z —ma pur sempre limitato. Ogni particella da produrre ha quindi un certo "prezzo": per produrne una con una certa massa a riposo M, bisogna avere a disposizione energia almeno uguale a Mc² —sotto forma, come abbiamo visto, di energia di moto di particelle meno pesanti, come elettroni. (Ciò non vuol dire che, una volta raggiunta l'energia necessaria, la particella desiderata debba per forza apparire.

Come previsto dalla meccanica quantistica, ciò avverrà solo con una certa probabilità, a volte piccola; più spesso, si assisterà a uno spettacolare fuoco d'artificio di particelle di minor valore.)

Lei ha già ricordato che la conversione di energia in massa si è verificata durante i primi istanti di vita del nostro Universo, e gli acceleratori non fanno che ricreare in modo artificiale (ed effimero) quelle condizioni. Altri ambienti "naturali" in cui particelle ad alte energie possono urtarsi sono i nuclei delle stelle. Anche lì, però, il processo più comune è quello che trasforma massa in energia, sotto forma della luce che le stelle emettono. Perché è in generale più comune che la massa si trasformi in energia piuttosto che il contrario? perché una particella da sola può trasformarsi in una o più particella meno pesanti emettendo energia sotto forma di luce; il processo contrario richiede invece che due o più particelle si incontrino, il che ovviamente è meno probabile.

È infine opportuno ricordare che le particelle create artificialmente negli acceleratori sono continuamente create e distrutte ovunque attorno a noi in processi virtuali. Le particelle coinvolte si comportano però in modo non convenzionale, un po' come se avessero tutte le masse allo stesso tempo; sarebbe quindi impreciso parlare in questo caso di conversione di energia in massa.