energia punktu zerowego
16 sierpnia 2021 Autor ormus Wyłączono

Energia punktu zerowego

Zaktualizowano artykuł 6 lutego 2022

Energia punktu zerowego  Stwierdzono, że temperatura w fizyce jest miarą intensywności losowego ruchu cząsteczek i można się spodziewać, że gdy temperatura spada do zera absolutnego, wszelki ruch ustaje, a cząsteczki zatrzymują się. W rzeczywistości jednak ruch odpowiadający energii punktu zerowego nigdy nie zanika.

Energia punktu zerowego wynika z zasad mechaniki kwantowej , fizyki zjawisk subatomowych. Gdyby molekuły kiedykolwiek całkowicie się zatrzymały, ich atomy składowe byłyby dokładnie zlokalizowane i jednocześnie. Miałyby precyzyjnie określone prędkości, czyli o wartości zero. Ale jest to aksjomat mechaniki kwantowej, że żaden obiekt nie może mieć jednocześnie dokładnych wartości położenia i prędkości ( patrz zasada nieoznaczoności ); tak więc cząsteczki nigdy nie mogą całkowicie spocząć.

Energia punktu zerowego jest ważna w kwantowej teorii promieniowania. Zgodnie z którą każdy mod pola o częstotliwości ν ma energię punktu zerowego ½ h ν.

 Pozwala to na interpretację interakcji van der Waalsa między dwoma atomami. Na przykład w kategoriach zmiany energii punktu zerowego pola elektromagnetycznego. Mówiąc bardziej ogólnie, obecność materii modyfikuje energię pola punktu zerowego w sposób zależny od natury i rozmieszczenia materii. Co może skutkować małymi, ale mierzalnymi siłami między ciałami makroskopowymi.

 Najbardziej znanym przykładem tej konsekwencji energii pola punktu zerowego jest siła Casimira pomiędzy nienaładowanymi, doskonale przewodzącymi płytkami. ►Efekt Kazimierza.

Chociaż energia punktu zerowego jest integralną częścią podstawowej teorii kwantowej [6–8], w kontekście ogólnej teorii względności prowadzi do poważnych trudności. Dowolna gęstość energii próżni przyczynia się do powstania stałej kosmologicznej typu wprowadzonego przez Einsteina. W celu uzyskania statycznych rozwiązań jego równań pola.

Gęstość energii punktu zerowego próżni, ze względu na wszystkie pola kwantowe, jest niezwykle duża, nawet po odcięciu największych dopuszczalnych częstotliwości w oparciu o wiarygodne argumenty fizyczne. Oznacza to stałą kosmologiczną większą niż granice narzucone przez obserwację o około 120 rzędów wielkości. Ten „kosmologiczny stały problem” pozostaje nierozwiązany.