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

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана