Des physiciens de la collaboration STAR ont observé des particules émergeant directement du vide lors de collisions de protons à haute énergie au Laboratoire national de Brookhaven. L'expérience fournit une preuve solide que la masse peut provenir de fluctuations du vide, comme le prédit la chromodynamique quantique. Des paires quark-antiquark promues au rang de particules réelles ont conservé des corrélations de spin remontant au vide.
La collaboration STAR, une équipe internationale travaillant au collisionneur d'ions lourds relativistes du Laboratoire national de Brookhaven, dans l'État de New York, a fait entrer en collision des protons à haute énergie dans le vide. Cela a produit une gerbe de particules, y compris de rares paires quark-antiquark extraites de fluctuations du vide. Ces paires, qui disparaissent normalement rapidement, ont acquis suffisamment d'énergie pour devenir des hypérons détectables dotés de spins corrélés hérités des perturbations quantiques du vide, conformément à la théorie de la chromodynamique quantique (QCD). Les hypérons se sont désintégrés en moins d'un dixième de milliardième de seconde, mais l'alignement de spin a persisté, confirmant leur origine issue du vide. L'équipe a retracé ces origines pour la première fois, comme rapporté dans Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09920-0). Zhoudunming Tu, membre de la collaboration STAR, a déclaré : « C'est la première fois que nous voyons l'ensemble du processus. » Cette découverte pourrait permettre une étude directe des propriétés du vide et de la manière dont les quarks acquièrent une masse par le biais d'interactions dans le vide, a ajouté Tu. Daniel Boer, de l'Université de Groningue, qui n'a pas participé à l'étude, a salué la mesure en déclarant : « Je suis très heureux de voir cette mesure. » Il a souligné les mystères persistants, tels que la raison pour laquelle les quarks ne peuvent exister isolément. Alessandro Bacchetta, de l'Université de Pavie, a averti que le résultat n'est pas encore définitif, exhortant les chercheurs à écarter d'autres explications pour le signal étant donné la complexité des reconstructions de collisions.