Исследователи из Брукхейвенской национальной лаборатории США столкнули высокоэнергетические протоны в ускорителе. В результате они обнаружили частицы, которые возникли не из обычного вещества, а из флуктуаций пустого пространства. Это одно из самых убедительных доказательств того, что масса может появляться из вакуума.
Физики впервые наблюдали, как частицы рождаются прямо из пустоты. Они провели эксперимент на ускорителе в Брукхейвенской национальной лаборатории. Ученые столкнули высокоэнергетические протоны в вакууме. В результате возник поток частиц, среди которых были пары кварк-антикварк, извлеченные из самого вакуума.
Согласно квантовой хромодинамике, идеальный вакуум не совсем пуст. Он заполнен кратковременными возмущениями — виртуальными частицами, которые появляются и исчезают. Среди них есть пары кварк-антикварк. Если в вакуум добавить достаточно энергии, такие виртуальные пары могут превратиться в реальные частицы с измеримой массой.
Кварки не могут существовать поодиночке. Они сразу объединяются в составные частицы — гипероны, которые распадаются за доли миллиардной доли секунды. Однако кварки и антикварки рождаются с общим квантовым выравниванием, унаследованным от вакуума. Эта связь сохраняется даже после того, как они становятся частью гиперонов. Обнаружив эти гипероны после столкновений, ученые подтвердили, что кварки внутри них произошли из вакуума.
Открытие помогает лучше понять, как частицы приобретают массу. Теория предсказывает, что кварки получают большую часть своей массы именно через взаимодействие с вакуумом, но точный механизм пока остается загадкой. Новые данные приближают физиков к ее разгадке.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
На обложке: иллюстрация пары странных кварков, возникающих из ничего в квантовом вакууме. Источник: Valerie A. Lentz/Brookhaven National Laboratory
