Znanstvenici američkog Nacionalnog laboratorija Brookhaven otkrili su da čestice koje nastaju u sudarima protona nose “potpis” virtualnih čestica koje postoje samo na trenutak u kvantnom vakuumu.

To otkriće, objavljeno u časopisu Nature, daje novi uvid u jednu od najvećih misterija fizike: kako ni iz čega nastaje materija od koje je sastavljen svijet u kojem živimo.

Da bi se razumjelo zašto je to otkriće važno, treba krenuti od osnovnog pitanja: što je zapravo vakuum?

Iako se dugo mislilo da je vakuum potpuno prazan prostor, fizika već 100-tinjak godina upućuje na to da to nije točno. Čak i u apsolutnoj praznini, gdje nema ni atoma ni zračenja, postoji tzv. kvantno polje. Ono stalno oscilira i stvara parove čestica i antičestica koje se pojavljuju i gotovo odmah poništavaju. Te prolazne pojave nazivaju se virtualnim česticama.

Virtualne čestice nisu “stvarne” u klasičnom smislu jer ih ne možemo izravno detektirati; one postoje samo kao kratkotrajne fluktuacije energije. No njihovi učinci su mjerljivi.

Heisenbergov princip neodređenosti

Jedan od ključnih pojmova koji se ovdje javljaju je kvantna fluktuacija. To su nasumične promjene energije koje proizlaze iz Heisenbergovog principa neodređenosti, temeljnog zakona kvantne mehanike. Taj princip kaže da se određeni parovi fizikalnih veličina, poput energije i vremena, ne mogu istodobno odrediti s potpunom preciznošću. Njegova formula ΔEΔt ≥ ℏ/2 kaže da što je kraći vremenski interval Δt, to je veća dopuštena neodređenost u energiji ΔE. Drugim riječima, priroda “dopušta” da energija na vrlo kratko vrijeme odstupi od svoje uobičajene minimalne vrijednosti u vakuumu.

To pak znači da se na iznimno kratkim vremenskim skalama može pojaviti mala količina energije naizgled niotkuda, dok god brzo nestaje i ne narušava ukupnu ravnotežu. Ta privremena odstupanja manifestiraju se kao kvantne fluktuacije, odnosno pojavljivanje i nestajanje virtualnih čestica u........

© BUKA Magazin