Fizicienii au găsit modul în care materia se naște din „nimic". Practic particulele materiale apar din "particule virtuale" rezultate din coliziuni subatomice de energie

Postat la: 06.02.2026 |

O fereastră către modul în care materia vizibilă apare din „nimicul" vidului a fost deschisă de fizicienii de la Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) al Laboratorului Național Brookhaven din New York.

Cercetătorii au descoperit că particulele de materie care apar în urma coliziunilor subatomice de înaltă energie păstrează adesea o caracteristică esențială-spinningul particulelor-al „particulelor virtuale" care există doar temporar în vidul cuantic. „Această lucrare ne oferă o fereastră unică în vidul cuantic care ar putea deschide o nouă eră în înțelegerea noastră a modului în care se formează materia vizibilă și cum apar proprietățile sale fundamentale", a declarat autorul lucrării și fizicianul Zhoudunming (Kong) Tu într-un comunicat.

Așa cum este conceput în fizica clasică, vidul este o regiune complet goală a spațiului-una lipsită de energie, materie și câmpuri fizice. În ultimul secol, însă, a apărut o nouă înțelegere a vidului. Conform mecanicii cuantice, vidul nu este deloc gol. În schimb, se crede acum că vidul este umplut cu câmpuri de energie fluctuante care pot forma temporar perechi entangled sau particule și antiparticulele lor, care, în esență, „împrumută" energie din vid. Aceste perechi sunt considerate a fi „virtuale"-mai degrabă decât „reale"-în natură și, în majoritatea cazurilor, au o existență efemeră înainte de a se anihila reciproc.

În coliziunile proton-proton de înaltă energie din RHIC, totuși, unele dintre aceste perechi de particule virtuale capătă suficientă energie pentru a deveni componente reale ale particulelor detectabile. În noul studiu, cercetătorii au căutat un produs particular al coliziunilor proton-proton-numitele „lambda hiperoni" și contrapartidele lor de antimaterie, „antilambda". Echipa dorește să determine dacă-și în ce măsură-spinii acestor particule sunt aliniați în urma coliziunilor din RHIC.

Spinul ca proprietate este oarecum o denumire înșelătoare; deși ar putea suna ca și cum particulele se învârt în jur ca niște titireze, în realitate, spinul este o proprietate cuantică intrinsecă care acționează mai mult ca un marker, determinând particulele să se comporte ca și cum s-ar învârti în termeni de moment unghiular și magnetism. Particulele lambda sunt o alegere excelentă pentru studiul spinului, deoarece direcția spinurilor lor poate fi calculată din direcția protonilor sau antiprotonilor pe care îi produc atunci când se descompun. Pe lângă aceasta, lambda sunt fiecare alcătuite fie dintr-un quark ciudat, fie dintr-un antiquark ciudat, permițând fizicienilor să urmărească originile particulei.

Când perechile de quark-antiquark ciudați sunt generate din vid ca particule virtuale, spinurile lor sunt întotdeauna aliniate-spre deosebire de majoritatea particulelor generate în coliziunile proton-proton, care ajung fără o direcție de spin stabilită. În consecință, dacă particulele lambda și antilambda emise împreună în urma unei coliziuni de particule au momente de rotație aliniate, aceasta ar oferi dovezi puternice ale unei conexiuni cu perechile virtuale de quarkuri ciudate cu momente de rotație aliniate care apar din vid.

„Căutăm o diferență foarte mică față de toate celelalte particule pentru a găsi lambda/antilambda unde spinurile lor sunt corelate," a declarat autorul lucrării și fizicianul Jan Vanek de la Universitatea din New Hampshire într-un comunicat. După ce au analizat datele privind milioane de evenimente de coliziune proton-proton, fizicienii au determinat că, atunci când particulele lambda și antilambda apar aproape una de cealaltă în urma unei coliziuni, ele sunt complet aliniate pe spin, exact ca perechile virtuale de quark/antiquark ciudate în vid.

Acest lucru sugerează că particulele de quark/antiquark ciudat din particulele lambda/antilambda au apărut ca o pereche încurcată-păstrând o legătură de spin care a fost stabilită în vid. Conform cercetătorilor, energia coliziunilor de particule din RHIC oferă particulelor „virtuale" impulsul de energie de care au nevoie pentru a se transforma în particule „reale". „Aceasta este prima dată când am reușit să vedem direct că quarcurile care compun aceste particule provin din vid-este o fereastră directă în fluctuațiile cuantice ale vidului," a spus Tu.

„Este uimitor să vedem că alinierea spinului quarcurilor virtuale încurcate supraviețuiește procesului de transformare în materie reală." Parcă aceste perechi de particule încep ca gemeni cuantici," a adăugat Vanek. „Când sunt generate aproape una de alta, lambdele păstrează alinierea spinului quarkurilor ciudate virtuale din care s-au născut. Este posibil ca această legătură de spin să reflecte o încurcătură mai profundă între perechile lambda-antilambda."