Físicos da colaboração STAR observaram partículas surgindo diretamente do espaço vazio durante colisões de prótons de alta energia no Brookhaven National Laboratory. O experimento fornece evidências robustas de que a massa pode surgir de flutuações do vácuo, conforme previsto pela cromodinâmica quântica. Pares de quark-antiquark promovidos a partículas reais mantiveram correlações de spin que remetem ao vácuo.
A colaboração STAR, uma equipe internacional no Relativistic Heavy Ion Collider do Brookhaven National Laboratory, no estado de Nova York, chocou prótons de alta energia no vácuo. Isso produziu uma dispersão de partículas, incluindo pares raros de quark-antiquark extraídos de flutuações do vácuo. Esses pares, que normalmente desaparecem rapidamente, ganharam energia suficiente para se tornarem hiperons detectáveis com spins correlacionados herdados das perturbações quânticas do vácuo, de acordo com a teoria da cromodinâmica quântica (QCD). Os hiperons decaíram em menos de um décimo de bilionésimo de segundo, mas o alinhamento de spin persistiu, confirmando sua origem no vácuo. A equipe rastreou essas origens pela primeira vez, conforme relatado na Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09920-0). Zhoudunming Tu, membro da colaboração STAR, afirmou: “Esta é a primeira vez que vemos o processo completo”. A descoberta pode permitir o estudo direto das propriedades do vácuo e de como os quarks adquirem massa por meio de interações com o vácuo, acrescentou Tu. Daniel Boer, da Universidade de Groningen, que não esteve envolvido, saudou a medição, comentando: “Estou muito feliz em ver essa medição”. Ele observou mistérios contínuos, como o fato de os quarks não poderem existir isoladamente. Alessandro Bacchetta, da Universidade de Pavia, alertou que o resultado ainda não é definitivo, instando os pesquisadores a descartarem outras explicações para o sinal em meio à complexidade das reconstruções de colisões.