Sind Teilchen eine Abstraktion von Energie oder existieren ihre Materien tatsächlich?

Der von Ihnen zitierte Artikel ist, gelinde gesagt, veraltet:

Es gab jedoch viel Energie in Form von Licht, das in diskreten Paketen namens Photonen vorliegt. Wenn Photonen genügend Energie haben, können sie spontan in ein Teilchen und ein Antiteilchen zerfallen

Photonen zerfallen nicht, sie müssen mit anderen Teilchen / Feldern interagieren , um Teilchen-Antiteilchen-Paare zu erzeugen, daher ist dies im Zitat auch nicht korrekt.

Ich würde Ihnen raten, die Links, die ich hier zur Verfügung stelle, weiter zu lesen, um einen wahren Zustand des Modells der Erschaffung des heutigen Universums zu erhalten.

Es sind nicht Photonen, die Urenergie tragen. Im aktuellen Urknall-Modell gab es in der Inflationsperiode viel Energie , aber die Partikel, die sie trugen, waren die Inflatons :

Das Inflationsfeld ist ein hypothetisches Skalarfeld, von dem angenommen wird, dass es die kosmische Inflation im sehr frühen Universum antreibt. Das Feld, das ursprünglich von Alan Guth theoretisiert wurde, bietet einen Mechanismus, durch den eine Periode schneller Expansion abläuft$10^{−35}$Zu$10^{−34}$Sekunden nach der anfänglichen Ausdehnung erzeugt werden und ein Universum bilden, das mit der beobachteten räumlichen Isotropie und Homogenität übereinstimmt.

Die Forschung richtet sich auf die mathematische Modellierung der zeitlichen Entwicklung vom hypothetischen Inflationsteilchen bis zur Energie, die von den Teilchen getragen wird, die wir gemessen und mathematisch in das Standardmodell der Teilchenphysik modelliert haben.

Ich verstehe jedoch nicht, wie sich eine Materiemenge in Bezug auf Energie erhöht.

Das bedeutet, dass Sie die spezielle Relativitätstheorie nicht studiert haben . In der speziellen Relativitätstheorie sind Energie und Impuls zu einem Vierervektor verbunden , dessen "Länge" die Masse des Teilchens ist, das durch diesen Vierervektor beschrieben wird, der in Lorenz-Transformationen unveränderlich ist. Die Massen in der Teilchentabelle sind also unveränderlich. Ihre Energie ist eine Funktion sowohl der Ruhemassenenergie als auch der kinetischen Energie, wie im Link zu sehen ist. So können in der speziellen Relativitätstheorie Masse und Energie in bestimmte Wechselwirkungen umgewandelt werden, wie es bei Kernprozessen und Teilchenwechselwirkungen gemessen wurde.

Nehmen wir an, es gäbe eine unendliche Energie innerhalb eines unendlichen Zeitintervalls. Woher kamen das erste Photon, Boson oder sogar Fermion, wurden sie nur aus Energie geboren?

Wie kann die unendliche Masse des Universums aus dem Nichts kommen?

Für wirklich interessierte Leute würde ich empfehlen, diesen Blogbeitrag von Motl (einem hoch angesehenen Mitwirkenden hier) zu lesen, in dem er erklärt, wie die Energieeinsparung mathematisch modelliert wurde und wie dies für die spezielle Relativitätstheorie gilt, aber nicht für die allgemeine Relativitätstheorie. Die Energieerhaltung funktioniert für flache Räume, aber nicht für starke Krümmungen der Raumzeit, was am Anfang des Universums geschah, als die Energie für alle Materie und Energie, die wir sehen, erzeugt wurde. Er schließt:

Die wichtigste Lektion hier ist, dass die allgemeine Relativitätstheorie keine Theorie ist, die erfordert, dass sich physikalische Objekte oder Felder in einer bereits existierenden translationsinvarianten Raumzeit ausbreiten. Deshalb versagt der entsprechende durch Noethers Argument begründete Energieerhaltungssatz entweder oder wird approximativ oder wird leer oder überdauert ausschließlich in Raumzeiten, die ihre "spezielle relativistische" Struktur im Unendlichen bewahren. Jedenfalls ändert sich der Status der Energieerhaltung, wenn man von der speziellen Relativitätstheorie zur allgemeinen Relativitätstheorie wechselt.

Das Ergebnis ist, dass Energie zu diesen Zeiten aus dem Nichts erscheinen kann, dh wir dürfen den Anfang des Universums mathematisch mit Energie modellieren, die aus dem Nichts erscheint.

Der Titel Ihrer Frage stellt im Gegensatz zum Inhalt eine existenzielle Frage.

Sind Teilchen eine Abstraktion von Energie oder existieren ihre Materien tatsächlich?

Wir definieren Materie makroskopisch als den Kaffee, den wir trinken, und den Stuhl, auf dem wir sitzen. In der klassischen Physik, die sich aus Messungen und Beobachtungen entwickelt hat, ist die Masse eine Erhaltungsgröße. Dann entdeckten wir die Radioaktivität und die ganze Mikrowelt der Quantenmechanik und mussten den Massen- und Energieaustausch neu definieren. An der Überlappung ergibt sich aus dem zugrunde liegenden quantenmechanischen Hintergrund klassisch, dh makroskopisch ist die Masse eine Erhaltungsgröße für die meisten Alltagsfälle. Für hohe Geschwindigkeiten, kleine Abmessungen und Radioaktivität muss man "Einheiten" definieren, die sich bei Wechselwirkungen wie Teilchen mit einer festen Masse verhalten, aber Wahrscheinlichkeitsverteilungen haben, die Interferenzmuster von Wellen zeigen, da dieses Interferenzmuster in Einzelelektronen-Doppelspaltstreuungen auftritt .

Dann braucht man also eine Definition von „existieren“, die außerhalb physikalischer Diskussionen liegt.