El vacío cuántico es una sustancia. Esta frase que parece un oxímoron fue popularizada por el físico español Álvaro de Rújula (CERN) y resume el resultado más revolucionario de la mecánica cuántica relativista (la teoría cuántica de campos). Los campos cuánticos tienen dos tipos de estados, vacío y partículas. El vacío es un estado del campo sin partículas que rellena todo el espacio; de hecho, el campo cuántico es un «campo» gracias a su estado de vacío. Las partículas (y las antipartículas) son estados del campo alrededor de un vacío que se comportan como ondas localizadas que se propagan por el espacio. Un campo puede tener varios vacíos y varios tipos de partículas en cada uno de estos vacíos, diferentes en sus masas y sus cargas. Para entenderlo hay que usar matemáticas: el campo de una partícula con masa se describe con una ecuación de ondas con un término de masa determinado por la energía potencial del campo; los estados de vacío son los extremos (mínimos o máximos) del potencial; en cada mínimo tenemos un vacío estable con estados de tipo partícula cuya masa depende de la curvatura del potencial en dicho mínimo (que puede ser diferente en mínimos diferentes) —en los máximos el vacío es inestable y no hay estados de tipo partícula, pues serían taquiones, partículas que se moverían más rápido que la velocidad de la luz en el vacío—.
De Rújula popularizó su frase en charlas sobre la física del bosón de Higgs. En el modelo estándar de la física de partículas todos los campos tienen un único vacío, salvo el campo de Higgs que tiene dos vacíos. A y H. Este vacío existió cuando el universo tenía menos de una billonésima de segundo; pero tras la transición de fase electrodébil el campo de Higgs cambió a su segundo estado de vacío, el actual, con una energía de 246.22 GeV (que equivale a la masa de 262 protones). En este segundo vacío, el campo de Higgs solo tiene una partícula, el bosón de Higgs H0, con una masa de 125.3 GeV/c2, cuyo descubrimiento fue anunciado en el año 2012; las otras tres componentes del campo de Higgs se excitan como componentes longitudinales de los bosones vectoriales débiles W, W y Z, dotándolos de masa.
