科学家利用相对论重离子对撞机(RHIC)上的STAR探测器，首次观测到粒子直接从真空中产生，证实了量子色动力学的一项长期预测。
这项发现于纽约布鲁克海文国家实验室的螺线管径迹探测器(即STAR探测器)中进行的高能质子碰撞实验中取得。研究人员探测到罕见的夸克 - 反夸克对，它们并非源自质子碰撞，而是直接来自真空本身。
该发现提供了迄今最有力的证据，证明物质可从经典物理学认为的完全空无一物的空间中产生，可能有助于解答粒子如何获得质量这一物理学重大谜题。根据量子色动力学(强相互作用力理论，解释质子和中子内部夸克间相互作用力)，完美真空并非完全空无一物，包含被称为虚粒子的持续波动，其中有寿命极短的夸克 - 反夸克对。正常情况下，这些粒子对几乎瞬间出现和消失，但理论预测，能量充足时它们可转化为有可测量质量的真实粒子。
在STAR实验中，质子碰撞产生一系列粒子。因自由夸克无法孤立存在，真空中诞生的夸克会立即结合形成复合粒子超子。STAR团队发现关键证据——粒子的量子特性自旋。真空中诞生的夸克和反夸克携带关联自旋，即诞生瞬间被赋予共同方向，这种关联在形成超子过程中一直存在，甚至在超子不到十亿分之一秒内衰变后仍存在。这些具有排列自旋超子的发现，使团队将夸克起源追溯到真空，而非最初碰撞碎片。
正如STAR合作组成员于周东明解释，这是科学家首次观测到整个过程。这一结果对粒子质量起源这一物理学核心谜题意义重大。量子色动力学预测，夸克大部分质量通过与真空相互作用获得，但精确机制一直不明，新观测为理解这些真空相互作用提供了直接实验线索。
不过，由于研究人员需排除其他可能导致观测到信号的因素，目前结果尚不具决定性意义，未来相对论重离子对撞机及其他设施的实验将进一步推进相关研究。
