Científicos observan partículas virtuales convirtiéndose en materia real

Jueves 05 Febrero 2026 - 11:20

Científicos del Brookhaven National Laboratory han capturado la primera evidencia experimental directa de partículas virtuales del vacío cuántico transformándose en materia real detectable, arrojando nueva luz sobre cómo la nada genera el universo visible.

El avance, detallado en una publicación reciente de Nature, proviene del trabajo de la colaboración STAR en el Colisionador de Iones Pesados Relativistas (RHIC) en Upton, Nueva York. Mientras la instalación entra en su 25º y último año de operaciones antes de transitar a un colisionador electrón-ion, los investigadores analizaron millones de eventos de colisiones protón-protón. Se centraron en pares de hiperones lambda y anti-lambda, que contienen quarks extraños.

La teoría cuántica postula que el vacío está lleno de pares efímeros quark-antiquark que emergen brevemente antes de desaparecer, con sus espines inherentemente alineados debido a propiedades magnéticas. El detector STAR detectó estas partículas lambda y anti-lambda emergiendo en proximidad durante colisiones, con sus espines perfectamente alineados: una señal clara de partículas virtuales del vacío. El equipo midió una señal de polarización relativa del 18 por ciento, con un margen de error del 4 por ciento.

"Este hallazgo abre una ventana única al vacío cuántico, potencialmente inaugurando una nueva era para entender cómo se forma la materia visible y adquiere sus propiedades fundamentales", dijo Zhoudunming Tu, físico de STAR en Brookhaven que co-lideró el estudio. Las colisiones de alta energía en RHIC proporcionaron el impulso necesario para convertir estos pares de quarks extraños entrelazados en partículas reales y observables.

El descubrimiento tiene implicaciones profundas para desentrañar los orígenes de la masa del protón. Los físicos han sabido durante mucho tiempo que los quarks representan solo alrededor del 1 por ciento de la masa de un protón; el 99 por ciento restante surge de dinámicas intrincadas en el vacío de la cromodinámica cuántica. Este método experimental podría iluminar cómo la materia gana masa a través de interacciones del vacío. "En nuestra configuración, la energía de colisión en RHIC convierte partículas virtuales del vacío en materia real", explicó Tu. "Ahora podemos ingeniería inversa este proceso complejo".

Estos resultados marcan un logro culminante para RHIC, pilar de la investigación en física nuclear de EE.UU. desde 2000. El colisionador cesará operaciones este año mientras Brookhaven reasigna el sitio para el Colisionador Electrón-Ion, programado para iniciar alrededor de 2030. Los investigadores señalan que las técnicas perfeccionadas en RHIC se extenderán, permitiendo sondas aún más precisas en la conexión vacío-materia.