Fizycy Potwierdzili Bezpośrednie Powstanie Materii z Fluktuacji Próżni Kwantowej

Fizycy ze Stanów Zjednoczonych ogłosili fundamentalne odkrycie, potwierdzające rzadkie powiązanie pomiędzy wirtualnymi fluktuacjami próżni kwantowej a powstawaniem mierzalnej materii. Ustalenie to, opublikowane w lutym 2026 roku w czasopiśmie „Nature”, zostało dokonane przez międzynarodową grupę STAR Collaboration, wykorzystującą zasoby Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) w Brookhaven National Laboratory (BNL), obiekcie Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (DOE).

Badacze przeanalizowali miliony zderzeń proton-proton w RHIC, koncentrując się na parach cząstek znanych jako hiperony lambda oraz ich antycząstkowe odpowiedniki, anty-lambda. Cząstki te, charakteryzujące się krótkim czasem życia, pozwalają na odtworzenie orientacji ich spinu na podstawie wzorców rozpadu. Naukowcy zaobserwowali, że gdy cząstki lambda i anty-lambda powstawały w bliskiej odległości podczas kolizji, ich spiny były idealnie wyrównane równolegle. Zjawisko to jest zgodne z przewidywaniami teoretycznymi, zakładającymi, że wirtualne pary kwark-antykwark dziwny, generowane w próżni, zawsze posiadają spiny wyrównane.

Doktor Zhoudunming (Kong) Tu, fizyk STAR w Brookhaven i współkierujący badaniami, stwierdził, że praca ta dostarcza unikalnego wglądu w naturę próżni kwantowej, co może otworzyć nową erę w rozumieniu mechanizmów formowania się materii widzialnej. Odkrycie to stanowi pierwszy bezpośredni dowód na to, że kwarki dziwne tworzące te cząstki pochodzą z jednej, nierozerwalnej pary wygenerowanej bezpośrednio z dynamicznego pola próżni kwantowej. Kolizje w RHIC, osiągające prędkości bliskie prędkości światła, dostarczyły energii niezbędnej do transformacji niektórych wirtualnych par kwark dziwny/antykwark dziwny w realne cząstki rejestrowane przez aparaturę STAR.

Jan Vanek, fizyk z University of New Hampshire i współkierujący badaniami, porównał to zjawisko do „kwantowych bliźniaków” zachowujących wyrównanie spinu swoich macierzystych kwarków dziwnych przy bliskiej generacji. Zjawisko to zanika, gdy cząstki są produkowane z większą separacją, co sugeruje, że większa odległość pozwala wpływom środowiskowym na rozbicie kwantowego splątania. RHIC, działający od 2000 roku, zakończył działalność operacyjną 6 lutego 2026 roku po zebraniu ostatnich danych z kolizji jonów tlenu. Badacze planują zastosować tę metodologię w przyszłych kolizjach ciężkich jonów oraz w planowanym ośrodku Electron-Ion Collider (EIC) w BNL, który bazuje na dziedzictwie RHIC.