真空中的“幽灵粒子”变了个身,让大家重新认识了它

大家通常觉得真空啥也没有,其实根本不是那么回事。科学家们做了个实验,把真空中的“幽灵粒子”变了个身,让大家重新认识了它。很久以前,物理学家就开始怀疑真空里肯定有东西,因为量子场论说,这空间到处都是电磁场、电子场还有夸克场这些基本的场,像个能量海洋一样。这些场平时看起来没啥动静,其实一直在发生量子涨落。根据不确定性原理,虚粒子会突然冒出来,然后瞬间又消失不见。虽然它们一直在变,但没留下什么痕迹。 2026年2月,《自然》杂志上登了个大新闻。科学家在美国布鲁克海文国家实验室用了RHIC装置,就是相对论重离子对撞机,把质子加速到接近光速再去撞。在这种极端的高能环境里,他们发现了Λ超子和反Λ超子对。这种超子由三个夸克组成,其中一个是奇异夸克,所以特别不稳定,出现没多久就没了。更让人吃惊的是,有些成对出现的Λ超子自旋方向100%对齐了。科学家排除了各种干扰因素后,觉得这是因为这些超子对不是直接撞出来的,而是真空里虚粒子转成实粒子后变出来的。理论早就说过虚粒子能变实粒子,比如掉进黑洞里的那个就不能湮灭了,变成霍金辐射出来。这次实验就是给局部真空注入了足够的能量,让虚粒子挣脱束缚变成了实实在在的东西。 以前就有人证明过真空中有量子涨落了,比如卡西米尔效应。两块平行金属板离得很近时,板内的虚粒子波动模式少了就会产生压力差。这说明真空本身就是有能量的。只要条件合适,“幽灵粒子”就能变真粒子。所以看似凭空出现的物质其实是能量转化来的。反过来看能量也能变成物质,像正反电子对湮灭或者高能激光生成电子对都是例子。这也让我们对宇宙起源有了新想法:我们的宇宙可能就是从真空能量海里的量子涨落开始的。