Hvad er nulpunktenergien?
Nulpunktenergien er en lille mængde energi, der findes i hele rummet. Det er også kendt som vakuumenergien. Sagt på en anden måde er nulpunktenergien den lavest mulige energi, som et kvantemekanisk fysisk system kan have, ellers kendt som jordtilstandens energi. Udtrykket og konceptet er blevet koopereret af pseudovidenskabelige fortalere for fri energi i de seneste årtier, men det blev oprindeligt foreslået af Albert Einstein og Otto Stern i 1913. Det kvantemekaniske system, der svarer til nulpunktenergien kaldes nul- punkt felt.
Eksistensen af nulpunktenergi er blevet bekræftet eksperimentelt i det, der kaldes Casimir-eksperimentet. Casimir-eksperimentet består af at placere to uladede metalliske plader meget tæt sammen i et vakuum. Følsomt udstyr afslører, at der er en lille tiltrækning - eller sommetider frastødelse, afhængigt af arrangementet - mellem de to, selv i fuldstændig fravær af nogen anden kraft.
Dette kan forklares med udgangspunkt i, at virtuelle partikler kontinuerligt blinker ind og ud af eksistensen kvadrillioner gange pr. Sekund rundt om pladerne. Graden af adskillelse mellem pladerne begrænser den type partikler, der kan blinke i eksistensen, og hvis pladerne er meget tæt, skaber dette et nettotryk indad. Når pladerne er anbragt 10 nanometer (ca. 100 gange diameteren af et atom) fra hinanden, svarer trykket til ca. 1 atmosfære.
Nulpunktsenergien, som manifesterer sig ved Casimir-effekten, er meget lille, så det er meget tvivlsomt om det kunne udnyttes til at skabe "fri energi" -enheder, som folk har hævdet, at det er muligt i årtier. Casimir-effekten er imidlertid et meget interessant fysiske fænomen og et område med aktiv forskning. Da Casimir-effekten bliver den dominerende kraft, der arbejder på meget kort længde skalaer i fravær af elektromagnetiske ladninger, er forståelsen af det meget relevant at designe små maskiner, herunder mikromachiner og nanomachiner.
En tidlig beregning af størrelsen af nulpunktsenergien beregnet, at den samlede energi i en kubikmeter vakuum ville være nok til at koge alle verdenshavene. Dette tal har måske inspireret ikke-fysikere til med vagthed at forestille sig, at det let kunne udnyttes til at producere fri energi. Det blev klart, at denne beregning synes at være i modstrid med den første lov om termodynamik og vores forståelse af universets kosmologi. Den tager ikke højde for, at den oprindelige værdi af energien ved Big Bang gradvis ville falde, når universet ekspanderede. Denne forvirring har ført til et stort drivkraft blandt fysikere at etablere en model for nulpunktets energitæthed, der er i overensstemmelse med observation.