Fizikusok először figyeltek meg olyan részecskéket, amelyek „üres térből” keletkeznek, így erős bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy a tömeg kvantumfluktuációkból (apró, véletlenszerű energiaingadozásokból) is létrejöhet. A felfedezést a nemzetközi STAR kutatócsoport tette a New York-i RHIC (relativisztikus nehézion-ütköztető) létesítményében, ahol nagy energiájú protonokat ütköztettek, majd elemezték a keletkező részecskéket.

Az eredmények alátámasztják a kvantum-színdinamika (QCD) elméletét, amely az erős kölcsönhatást írja le a kvantummechanika törvényszerűségei alapján. A QCD szerint még a vákuum sem teljesen üres, hanem rövid életű virtuális részecskék folyamatosan keletkeznek és eltűnnek benne. Megfelelően nagy energia hatására ezek az átmeneti kvark–antikvark párok valódi, mérhető tömegű részecskékké válhatnak.

A kísérlet során a kutatók olyan rövid életű részecskéket, úgynevezett hiperonokat azonosítottak, amelyek spinkorrelációja jelezte: a bennük lévő kvarkok közvetlenül a vákuumból, egymással kvantumos összhangban születtek meg.

A kutatók szerint most először sikerült a teljes folyamatot megfigyelni, ami új lehetőséget nyithat annak vizsgálatára, hogyan keletkezik a részecskék tömege, ami a fizika egyik legnagyobb megválaszolatlan kérdése. Bár szakértők szerint további vizsgálatok szükségesek az alternatív magyarázatok kizárására, az eredmények fontos lépést jelentenek annak megértésében, hogy mi a vákuum szerepe az anyag alapvető tulajdonságainak kialakulásában.

Ha mélyebben is érdekel a téma, ezt a cikket ajánljuk olvasásra:

Mi van ott, ahol nincs semmi?

Tóth András tudomány 2022. augusztus 26.

Mi van az univerzimban ott, ahol nincsenek se csillagok, se bolygók, se földönkívüliek, se részecskék, se sugárzás? Kvantumvákuum, amit vákuumenergia tölt ki. Ebből származhat a titokzatos sötét energia is.