Материя из вакуума: ученые впервые зафиксировали рождение частиц из пустоты

Материя из вакуума впервые подтверждена экспериментально на ускорителе частиц. Ученые показали, что частицы могут возникать прямо из пустого пространства, как предсказывает квантовая хромодинамика.

Материя из вакуума: ученые впервые зафиксировали рождение частиц из пустоты

Физики, работающие на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (Relativistic Heavy Ion Collider), впервые получили убедительные экспериментальные доказательства того, что материя может возникать непосредственно из вакуума. Результаты были представлены коллаборацией STAR Collaboration и стали важным подтверждением фундаментальных предсказаний современной теории сильных взаимодействий. Эксперимент проходил на базе Brookhaven National Laboratory, где ученые анализировали столкновения высокоэнергетических протонов в детекторе Solenoidal Tracker. В ходе наблюдений были зафиксированы редкие пары кварк–антикварк, которые, по всем признакам, возникли не из продуктов столкновения, а непосредственно из квантового вакуума.

С точки зрения квантовой хромодинамики, вакуум вовсе не является пустотой. Он представляет собой среду, насыщенную кратковременными флуктуациями, в которых постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы. Обычно эти процессы невозможно зафиксировать напрямую, но при достаточной энергии такие пары могут «закрепиться» и превратиться в реальные частицы с измеримыми характеристиками.

Ключ к наблюдению этого эффекта оказался в анализе спина частиц. Ученые обнаружили, что кварки и антикварки, рожденные в вакууме, сохраняют согласованную ориентацию спинов. Эта корреляция не исчезала даже после того, как они объединялись в более сложные частицы — гипероны — и быстро распадались. Именно эта «подпись» позволила отличить их от частиц, образованных обычным путем в результате столкновений.

Такое наблюдение стало важным шагом к пониманию одной из самых сложных проблем современной физики — происхождения массы. Согласно теории, значительная часть массы кварков возникает именно за счет их взаимодействия с вакуумом, однако до сих пор этот механизм оставался скорее теоретическим предположением, чем экспериментально подтвержденным фактом. Исследователи подчеркивают, что полученные данные требуют дальнейшей проверки, поскольку необходимо исключить альтернативные объяснения наблюдаемого эффекта. Тем не менее уже сейчас ясно, что эксперимент открыл новый путь к изучению фундаментальных свойств вакуума и механизмов, лежащих в основе формирования материи.

Это открытие не только подтверждает ключевые положения квантовой теории, но и приближает физиков к более целостному пониманию устройства Вселенной, где даже «пустота» оказывается насыщенной процессами, способными порождать материю.

Читайте также

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд