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ニューサイエンティストに載ったレポートによると、量子色力学(QCD)は強力な力(プロトンや中性子内の夸克を結合する力)を説明するために最も信頼できる理論とされています。この理論によれば、完全な真空も真の空っぽではなく、エネルギーが一時的に振動している状態で、これらを仮想粒子と呼びます。この中に、夸児ペアが存在します。
ニューヨーク州ブルックヘイ븐国立研究所のリレーシブヘビーイオンコライダーで工作的に共同作業する国際的な物理学者チームであるSTARコラボレーションは、これらの仮想粒子を実在の粒子として検出できるエネルギーを注入することで、これが初めて観測されました。彼らは高エネルギープロトンを衝突させ、粒子を放出し、その中から真空から直接生まれた夸児ペアが一部存在することを確認しました。
これらの夸子と反夸子は、真空から生まれる際に共通の量子的な相関を持っています。研究者たちは、この相関がより大きい粒子(ハイロン)に分解される後も持続していることを発見し、これが Vacuum 内から生まれた夸子であることが確認されました。
これらの結果は、「ナチュラル」誌に掲載されています。
Longtime Slashdot reader fahrbot-bot shares a report from NewScientist: According to quantum chromodynamics (QCD) -- widely considered to be our best theory for describing the strong force, which binds quarks inside protons and neutrons -- even a perfect vacuum isn't truly empty. Instead, it is filled with short-lived disturbances in the underlying energy of space that flicker in and out of existence, known as virtual particles. Among them are quark-antiquark pairs. Under normal conditions, these fleeting pairs vanish almost as soon as they appear. But if enough energy is injected into a vacuum, QCD predicts they can be promoted into real, detectable particles with measurable mass. Now, the STAR collaboration -- an international team of physicists working at the Relativistic Heavy Ion Collider in Brookhaven National Laboratory in New York state -- has observed this process for the first time.
The team smashed together high-energy protons in a vacuum, producing a spray of particles. Some of these particles should be quark-antiquark pairs pulled directly from the vacuum itself, but quarks can never exist alone and immediately combine into composite particles. Quarks and antiquarks are born with their spins correlated -- a shared quantum alignment inherited from the vacuum. The researchers found that this link persists even after the quarks and antiquarks become part of larger particles called hyperons, which decay in less than a tenth of a billionth of a second. Spotting these spin-aligned hyperons in the aftermath of the proton collisions allowed the researchers to confirm that the quarks within them came from the vacuum. The findings have been published in the journal Nature.
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