Parado em um lago, posso fazer uma ondulação na água movendo minha mão. Mas essa onda não estava na água antes de eu fazer isso, e certamente não estava dentro da minha mão também.

Então, de onde veio a ondulação? Podemos dizer que foi formado pela interação da minha mão com a água. Em um nível um pouco mais profundo, ele foi criado a partir da energia nos músculos que moviam minha mão, que veio da comida que comi antes.

O mesmo princípio vale para a emissão de raios gama de um núcleo atômico. As cargas no núcleo estão criando ondulações no campo eletromagnético, mas essas ondulações não estavam "dentro" do núcleo antes. A energia usada para criá-los foi.

Esse tipo de pensamento é necessário para entender mais do que apenas fótons de raios gama. Por exemplo, no decaimento beta, um nêutron se transforma em um próton, um elétron e um neutrino. Nenhum desses três objetos estava "dentro" do nêutron para começar. (Nós esmagamos partículas para verificar isso.) Em vez disso, deve-se pensar no nêutron como uma ondulação em um campo quântico que faz ondulações em outros campos quânticos, da mesma forma que uma mão faz ondas na água.

"Um fóton aparecendo do nada"

O texto sugere que você espera que algumas propriedades sejam conservadas , ou seja, não mudem com o tempo. E, de fato, muitas quantidades físicas são de fato conservadas. Uma partícula aparecendo do nada definitivamente violaria isso. Vejamos algumas dessas quantidades conservadas: energia, impulso, carga elétrica.

Um fóton definitivamente tem energia, mas seu fóton gama foi criado por um processo nuclear. Isso literalmente é energia nuclear; o núcleo do átomo original tinha uma energia mais alta do que o núcleo resultante.

Um fóton também tem impulso. Ao contrário da energia, o impulso é um vetor. Você verá o núcleo resultante recuar depois de emitir um fóton gama - ele obtém uma mudança de impulso na direção oposta. O impulso total ainda é conservado; os dois impulsos somam exatamente zero.

Finalmente, a carga elétrica é a mais simples de todas: um fóton simplesmente não tem carga elétrica, então esta é mais uma quantidade conservada.

Existem quantidades mais conservadas, mas no final a conclusão é simples: um fóton é apenas uma partícula com algumas propriedades, e todas essas propriedades individuais podem ser contabilizadas.

Os fótons são criados por cargas que mudam de estado orbital ou são aceleradas.Em um átomo, isso pode significar que os elétrons fazem uma transição entre os níveis de energia (e é aí que se origina a maior parte da luz visível e até dos raios X. Também pode significar que os prótons em um núcleo fizeram uma transição entre os níveis de energia, e esse processo produz raios gama.

Os núcleos são fortemente ligados, todas as cargas próximas umas das outras, então os níveis de energia são mais altos do que os dos elétrons de um átomo.Para perturbar o núcleo geralmente requer um evento de decadência nuclear, ou colisões de energia muito alta (como as produzidas por um acelerador de partículas).Os níveis de energia nuclear fornecem uma previsível conjunto de linhas de espectro, assim como os níveis de energia atômica (orbital do elétron). Então, depois que um distúrbio nuclear ocorre, o núcleo (ou núcleos filhos) normalmente está em algum estado diferente do estado fundamental (estável).
O estado excitado decai emitindo um ou vários fótons, que são chamados de raios gama.