Partículas emergem do vácuo pela primeira vez

Em um marco científico que desafia a compreensão tradicional do vazio, pesquisadores do Relativistic Heavy Ion Collider no Brookhaven National Laboratory, em Nova York, observaram pela primeira vez a emergência de partículas do vácuo. Este fenômeno, previsto pela teoria da cromodinâmica quântica (QCD), oferece um vislumbre de como partículas adquirem massa a partir do nada.

Segundo a QCD, um vácuo perfeito não é verdadeiramente vazio, mas repleto de distúrbios efêmeros na energia subjacente do espaço, conhecidos como partículas virtuais. Dentre essas, pares de quark-antiquark são proeminentes, surgindo e desaparecendo quase instantaneamente. No entanto, quando energia suficiente é injetada no vácuo, a teoria prevê que essas entidades transitórias podem ser promovidas a partículas reais e detectáveis, com massa mensurável.

O experimento, conduzido pela colaboração STAR, envolveu a colisão de prótons de alta energia em um vácuo, resultando em um spray de partículas. Algumas dessas partículas, acredita-se, são pares de quark-antiquark extraídos diretamente do vácuo. Os quarks, porém, nunca existem isoladamente, combinando-se imediatamente em partículas compostas. A descoberta crucial foi que, mesmo após formarem hiperons — partículas maiores que decaem em menos de um décimo de bilionésimo de segundo —, a correlação de spin herdada do vácuo ainda estava presente.

Esta descoberta foi celebrada por Zhoudunming Tu, membro da colaboração STAR, que destacou a importância de visualizar o processo completo pela primeira vez. Daniel Boer, da Universidade de Groningen, que não participou do estudo, ressaltou os mistérios ainda não resolvidos sobre os quarks, como o motivo de não poderem existir sozinhos, enfatizando a relevância do experimento. Alessandro Bacchetta, da Universidade de Pavia, alertou que o resultado ainda não é definitivo, devido à complexidade de reconstruir eventos de colisões de partículas, indicando a necessidade de excluir exaustivamente outras possibilidades que poderiam gerar o mesmo sinal.

A pesquisa, que abre caminho para o estudo das propriedades do vácuo e como partículas adquirem massa, foi reportada pela New Scientist. A expectativa é que futuras investigações possam elucidar como os quarks interagem com o vácuo para ganhar massa, um enigma que permanece obscuro na física atual.