Físicos de la colaboración STAR han observado partículas emergiendo directamente del espacio vacío durante colisiones de protones de alta energía en el Laboratorio Nacional de Brookhaven. El experimento proporciona pruebas contundentes de que la masa puede surgir de fluctuaciones del vacío, tal como predice la cromodinámica cuántica. Los pares quark-antiquark promovidos a partículas reales conservaron correlaciones de espín que se remontan al vacío.
La colaboración STAR, un equipo internacional en el Colisionador Relativista de Iones Pesados del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en el estado de Nueva York, hizo chocar protones de alta energía en el vacío. Esto produjo una lluvia de partículas, incluidos raros pares quark-antiquark extraídos de las fluctuaciones del vacío. Estos pares, que normalmente desaparecen rápidamente, obtuvieron suficiente energía para convertirse en hiperones detectables con espines correlacionados heredados de las perturbaciones cuánticas del vacío, de acuerdo con la teoría de la cromodinámica cuántica (QCD, por sus siglas en inglés). Los hiperones decayeron en menos de una diezmilmillonésima de segundo, pero la alineación de espín persistió, lo que confirmó su origen en el vacío. El equipo rastreó estos orígenes por primera vez, según informó la revista Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09920-0). Zhoudunming Tu, miembro de la colaboración STAR, declaró: “Es la primera vez que vemos todo el proceso”. El hallazgo podría permitir el estudio directo de las propiedades del vacío y de cómo los quarks adquieren masa a través de las interacciones con este, añadió Tu. Daniel Boer, de la Universidad de Groninga, quien no participó en el estudio, celebró la medición y afirmó: “Estoy muy feliz de ver este resultado”. Señaló que existen misterios persistentes, como por qué los quarks no pueden existir por sí solos. Alessandro Bacchetta, de la Universidad de Pavía, advirtió que el resultado aún no es definitivo e instó a los investigadores a descartar otras explicaciones para la señal dada la complejidad de las reconstrucciones de colisiones.