Американські фізики з колаборації STAR зробили фундаментальне відкриття, представивши перші прямі експериментальні докази того, як видима матерія виникає з енергетичних флуктуацій квантового вакууму.
Дослідження проводилося на Релятивістському колайдері важких іонів (RHIC), розташованому в Брукхейвенській національній лабораторії Міністерства енергетики США.
Читайте також:
Екзотична деформація. Вчені виміряли ядра нестабільного рутенію Сучасна наука розглядає вакуум не як абсолютну порожнечу, а як простір, заповнений «віртуальними» парами частинок і античастинок, що постійно виникають і зникають. Під час зіткнення протонів на швидкостях, максимально наближених до швидкості світла, вивільняється достатньо енергії, щоб перетворити ці гіпотетичні пари на реальні об'єкти.
Для підтвердження цієї теорії вчені проаналізували мільйони зіткнень, зосередивши увагу на лямбда-гіперонах та їхніх антиматеріальних аналогах — антилямбдах. Ці частинки є ідеальними об'єктами для вивчення, оскільки напрямок їхнього квантового спіну (власного моменту імпульсу) можна точно відновити за характером їхнього розпаду.
Дослідницька група виявила дивну закономірність: коли лямбда-частинки та антилямбди утворюються близько одна до одної, їхні спіни виявляються ідеально вирівняними. Це свідчить про те, що дивні кварки та антикварки, з яких вони складаються, виникли як єдина квантово заплутана пара безпосередньо з вакууму. Фізики порівнюють такі частинки з «квантовими двійниками», які зберігають свій початковий зв’язок навіть після перетворення на реальну матерію.
Проте ефект ідеального вирівнювання зникає, якщо частинки народжуються на великій відстані одна від одної. На думку вчених, у таких випадках навколишнє середовище та взаємодія з іншими кварками руйнують тендітний квантовий зв’язок. Перехід від квантово-пов'язаної поведінки до класичної фізики залишається одним із ключових нерозв’язаних питань сучасної науки, що має критичне значення для розвитку квантових обчислень.
Це відкриття, опубліковане в журналі Nature відкриває нову еру в розумінні фундаментальних властивостей Всесвіту. Науковці планують застосувати розроблену методику в експериментах із зіткненнями важких атомних ядер, а також на майбутньому електронно-іонному колайдері, щоб глибше дослідити процес формування протонів, нейтронів та іншої видимої матерії з енергії порожнечі.
Читайте також:
Найпотужніший у світі. Китай створив магніт, у 700 000 разів сильніший за земне магнітне поле
