Científicos consiguen observar por primera vez cómo emergen partículas del espacio vacío
Investigadores estadounidenses descubren una extraña composición de partículas lambda con el detector STAR en el RHIC que muestra cómo se genera la materia "de la nada".
Después de la reciente misión Artemis II del viaje a la Luna, es fascinante ver todo lo que está más allá de nuestro mundo y cualquiera se pregunta: ¿cómo es posible esto? ¿Cómo se creó el universo y por qué es así?
Más allá de las investigaciones que la NASA comparte, el sector de la física cuántica también es crucial para entender el espacio, como la materia oscura, por ejemplo.
Ahora, los científicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven, Estados Unidos, han encontrado una curiosa respuesta sobre la manera en la que se compone la masa.
No hace mucho se suponía que el espacio vacío era prácticamente la "nada" misma: silencio, ausencia u oscuridad, pero eso cambia con este reciente hallazgo que muestra cómo emergen partículas tras colisiones de protones de alta energía y esto cambia la percepción del espacio para siempre.
¿Cómo nacen las partículas del vacío a través de procesos cuánticos?
El nuevo hallazgo sobre la materia es un proyecto liderado por el físico Zhoudunming Tu junto a su equipo y la colaboración con STAR. En este caso, se han centrado en la identificación de partículas lambda y anti-lambda.
El comportamiento de estos factores ha sido tan impresionante que ha confirmado predicciones teóricas que responden a una de las incógnitas más grandes del universo: "¿de dónde proviene realmente la mayor parte de la masa de la materia ordinaria?".
Según explica oficialmente la página del Laboratorio Nacional de Brookhaven, la actividad microscópica en el espacio vacío es más activa de lo que se imaginaba.
“Normalmente, en una colisión RHIC, los espines de la gran mayoría de las partículas que salen están orientados aleatoriamente. Estamos buscando una diferencia muy pequeña con respecto a todas esas otras partículas para encontrar lambda/antilambdas donde sus espines estén correlacionados”. - Jan Vanek, físico de la Universidad de New Hampshire.
En el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) han analizado una colisión de protones a energías extremas que revela un patrón de espín correlacionado en las partículas mencionadas, revelando "pares de quarks y antiquarks extraños".
El resultado coincide con los registros de creación porque emergen directamente del vacío. Es decir, aparecen "de la nada" y la alineación de giro se mantiene lo suficiente como para pasar a hiperones de vida extremadamente corta que, al desintegrarse, dejan huella medible en el detector.
Tras evaluar las "partículas hijas" que quedan como "memoria" cuando desaparece dicho fenómeno, los científicos han logrado recrear la orientación original del espín sin ver "quarks libres" o tener procesos aleatorios.
Las estadísticas indican que la polarización relativa de las lambdas y antilambdas es del 18% con 4,4 desviaciones estándar en pares que están cercanos en ángulo.
En palabras simples, sus giros internos se son propensos a alinearse en la misma dirección un 18% de los casos, algo que confirma que es un patrón real que emerge del vacío y no de un ente externo como normalmente lo hace la materia estándar.
¿Por qué este hallazgo cambia cómo se percibe la masa y el vacío?
Es un descubrimiento más impresionante de lo que parece porque ofrece una nueva perspectiva ante el entendimiento de la masa en la interacción con la energía y las condiciones del espacio que generan la materia.
Aquí es necesario hablar del campo de Higgs (energía "invisible" que está en todo el universo). Durante décadas ha sido el foco cuando se trata del "origen de la masa" porque indica que las partículas elementales son más pesadas si la interacción con la masa es mayor.
Con el hallazgo reciente, se suma el factor de que la energía también está asociada al propio vacío cuántico y no solo proviene del Higgs, según explica Earth.
¿Qué quiere decir todo esto? Pues el vacío no es una "nada pasiva", sino que es el orden inicial del universo al contar con partículas clave en el patrón "espín correlacionado" antes de que se transformen en materia.
Ese orden se pierde gradualmente al interactuar con el entorno, algo que se conoce como "decoherencia". Por eso, antes había posibilidad de que se tratara como un problema de medición o patrones aleatorios. Ya no es un factor raro, sino un patrón que indica que el espacio también crea por sí solo.