Физики поймали природу за величайшим обманом — "пустой" квантовый вакуум кишит рождающимися частицами
NewsMakerПроект STAR: превращение ничего в нечто в режиме реального времени.
Физики давно изучают квантовый вакуум - особое состояние пространства, которое даже при отсутствии частиц не считается полностью пустым. В рамках квантовой теории в нем непрерывно возникают и исчезают краткоживущие пары частица-античастица. Обычно такие объекты остаются ненаблюдаемыми. Теперь исследовательская группа в США получила экспериментальные данные, которые напрямую связывают процессы в квантовом вакууме с рождением реальной материи.
Данные получила коллаборация STAR в Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Измерения выполнены на ускорительном комплексе RHIC, первом в мире коллайдере тяжелых ионов. Установка также работает с протонными пучками, которые разгоняют почти до скорости света и сталкивают друг с другом. Детектор STAR регистрирует продукты таких столкновений и позволяет восстановить свойства рожденных частиц по их распаду.
В исследовании разобрали миллионы протон протонных столкновений. Внимание сосредоточили на лямбда гиперонах и антилямбда гиперонах. Эти частицы существуют очень недолго, зато хорошо подходят для анализа спина, квантовой характеристики , связанной с магнитными свойствами. Направление спина определяют по траектории протона или антипротона, который появляется при распаде. По направлению вылета дочерней частицы вычисляют исходную ориентацию.
Квантовый вакуум описывается как состояние с флуктуациями полей, где постоянно рождаются виртуальные пары кварк-антикварк. Они живут крайне мало и в обычных условиях не фиксируются приборами. При столкновениях протонов на высоких энергиях часть таких пар получает достаточно энергии и превращается в реальные частицы. Их уже можно отследить по сигналам в детекторе.
Физики давно изучают квантовый вакуум - особое состояние пространства, которое даже при отсутствии частиц не считается полностью пустым. В рамках квантовой теории в нем непрерывно возникают и исчезают краткоживущие пары частица-античастица. Обычно такие объекты остаются ненаблюдаемыми. Теперь исследовательская группа в США получила экспериментальные данные, которые напрямую связывают процессы в квантовом вакууме с рождением реальной материи.
Данные получила коллаборация STAR в Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Измерения выполнены на ускорительном комплексе RHIC, первом в мире коллайдере тяжелых ионов. Установка также работает с протонными пучками, которые разгоняют почти до скорости света и сталкивают друг с другом. Детектор STAR регистрирует продукты таких столкновений и позволяет восстановить свойства рожденных частиц по их распаду.
В исследовании разобрали миллионы протон протонных столкновений. Внимание сосредоточили на лямбда гиперонах и антилямбда гиперонах. Эти частицы существуют очень недолго, зато хорошо подходят для анализа спина, квантовой характеристики , связанной с магнитными свойствами. Направление спина определяют по траектории протона или антипротона, который появляется при распаде. По направлению вылета дочерней частицы вычисляют исходную ориентацию.
Квантовый вакуум описывается как состояние с флуктуациями полей, где постоянно рождаются виртуальные пары кварк-антикварк. Они живут крайне мало и в обычных условиях не фиксируются приборами. При столкновениях протонов на высоких энергиях часть таких пар получает достаточно энергии и превращается в реальные частицы. Их уже можно отследить по сигналам в детекторе.