科學家首次觀察到粒子從"虛無"中誕生

2026-06-22 | 來源: 大紀元 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

研究人員在高能質子碰撞中，首次直接探測到成對粒子從真空中被激發產生，這提供了迄今最明確的證據之一，顯示高能激發可以讓質量從看似“空無一物”的量子真空中具現化。

這項發現是近期美國布魯克黑文國家實驗室（Brookhaven National Laboratory，BNL）在 RHIC（相對論重離子對撞機）的STAR實驗成果，它重新詮釋了普通物質的大部分重量的來源，指出空間本身並非被動的背景舞台，而是一個充滿量子漲落、能夠與能量交互作用產生物質的媒介。

碰撞內部發生了什麼

在質子相互撞擊後產生的大量碎片中，研究人員發現了一對彼此關聯的Λ（Lambda）重子與反Λ重子。它們展現出共同的自旋排列模式，而這種模式正符合物理學家預期：由真空中強場產生的奇異誇克（s誇克）對所應具有的特征。

透過追蹤碰撞後留下的這種自旋模式，布魯克黑文國家實驗室（BNL）的塗周頓明（Zhoudunming Tu）證明，原始的自旋排列一直保留到最後被偵測到的粒子之中。

這種排列並不是立即消失，而是延續到壽命極短的超子（hyperons）之中；隨後這些粒子透過弱交互作用衰變，進一步揭示出它們的內部結構。

這種持續存在的特性，為“源自真空的有序結構究竟能維持多久”劃定了明確界限，也引出了更深層的問題：這種量子強場的有序性究竟如何轉化為可測量的質量。

持續存在的自旋訊號

當Λ粒子（Λ粒子是一類由三個誇克——一個u誇克、一個d誇克和一個s誇克——組成的重子）與反Λ粒子在角度上彼此接近時，研究人員觀測到它們具有18%的自旋相關性（spin correlation），其統計顯著性達到4.4個標准差。

若奇異誇克與反奇異誇克確實是從真空中因強場極化而誕生，並且在產生時便具有特定方向的自旋關聯，那麼理論預測正會出現這樣的排列訊號。

其它類型的粒子配對（如不包含真空創生奇異誇克的組合）並未顯示相同模式，因此主要訊號得以從一般碰撞產生的背景雜訊中清楚地凸顯出來。

這種鮮明的差異進一步支持了研究人員的看法：這些相互關聯的誇克對並非碰撞後隨機殘留下來的產物，而是源自真空中的特定生成機制（即量子色動力學真空的真空極化）。

比爾·蓋茨婚外情對象曝光,有俄核科學家,還有...

迷你宇宙裡,科學家第一次觀察到時間"誕生"

一家3姊妹都活過百歲科學家從DNA尋找長壽秘密

為什麼Λ粒子如此重要

Λ粒子之所以特別重要，是因為它們的衰變過程能夠完美保留其內部奇異誇克所攜帶的自旋資訊（即所謂的“自旋分析器”）。

當每個Λ粒子在不到一百億分之一秒內衰變時，其產生的子粒子（如質子與介子）的發射角度會透露母粒子原本的自旋方向。

因此，即使誇克本身因“誇克禁閉”而從未以單獨狀態被直接觀測到，研究人員仍能重建最初兩個粒子的自旋是否彼此對齊。

這種方法使原本轉瞬即逝的衰變鏈，成為一份可供解讀的記錄，幫助研究人員追溯粒子的真正來源。

真空不是空的，而是有“量子結構”

現代物理學已不再將真空視為完全空白的虛無空間，因為其中的能量場持續產生量子漲落，不斷短暫地創生虛粒子對。

在量子色動力學（QCD，Quantum Chromodynamics）——也就是描述強力的理論——中，誇克彼此束縛得極其緊密，因此自由誇克無法單獨存在。

然而，在高能碰撞的劇烈條件下，外部注入的能量可以將這些轉瞬即逝的虛粒子對“提升”為真實存在的實粒子成分，並在碰撞後結合成為較大粒子的一部分。

正因如此，這項研究成果的重要性超越了單一探測器的范圍：它證明了真空是物質的主動來源，而不只是被動的背景。