Qu'est-ce que l'énergie négative?
Alors que beaucoup connaissent "l'énergie négative" pour se référer au chi négatif, à l'aura négative ou à une énergie préjudiciable autrement qu'une personne dégage, le terme a également une définition scientifique. Sur la base du principe d'incertitude de Heisenberg, l'énergie négative concerne les fluctuations inhérentes de l'énergie qui existent dans tout domaine énergétique ou magnétique. Cette forme de «matière exotique» est une force très imprévisible qui s'est avérée exister au milieu des champs de zéro énergie. Bien que difficile à identifier, ce type d'énergie est supposé exister au bord des trous noirs, et a été cité comme une condition préalable nécessaire pour le voyage dans le temps par Stephen Hawking.
Le concept d'énergie négative a été proposé par le physicien britannique Paul Adrien Maurice Dirac en 1928, comme composant de l'équation Dirac. Cette équation a été conçue pour être cohérente selon les normes de relativité spéciale. Dans cette équation, Dirac a décrit comment les états quantiques d'énergie positive seraient compensés par l'EnerGy. Généralement, ces deux types d'énergie se équilibrent. Ainsi, une forme négative d'énergie n'est généralement pas un phénomène observable. Cependant, dans le cas d'un vide pur, les états d'énergie négatifs seront exprimés pour tous les atomes dans le vide alors qu'aucun état d'énergie positif ne sera exprimé. Ce concept est appelé la mer de Dirac.
Théoriquement, un trou peut se développer dans la mer de Dirac si un rayon gamma parasite entre en collision avec des électrons dans un état d'énergie négatif, le convertissant ainsi en un électron chargé positivement. Un tel trou dans la mer de Dirac se comporterait dans la manière opposée de l'électron original et chargé négativement. Le nouvel électron de chargé positivement serait un exemple d'antimatière. Ainsi, l'antimatière ne doit pas être confondue avec un état d'énergie négatif.
En 1948, le physicien néerlandais Hendrick Casimir a prédit qu'une petite force d'attraction pourrait exister pariween deux plaques parallèles non chargées dans un vide. Si les plaques se reposent extrêmement proches les unes des autres, une énergie négative est produite car le nombre d'ondes électromagnétiques entre les deux plaques devient inférieure à celle de l'espace environnant. Essentiellement, un état d'énergie négatif devient présent lorsque les longueurs d'onde des particules dans une certaine région d'espace sont inférieures à ce qui peut normalement être mesuré.
Les prédictions de Casimir ont été observées dans deux expériences distinctes. La première expérience s'est produite en 1958 et a été supervisée par M. J. Sparnaay. Il a produit des résultats cohérents avec les théories de Casimir. La deuxième expérience, de Steve K. Lamoreaux, a été réalisée en 1997. Plutôt que d'utiliser deux plaques dans l'expérience, Lamoreaux a associé une seule plaque avec une autre plaque qui faisait partie d'une sphère presque précise. Cette expérience a également confirmé les prédictions de Casimir. Bien que les états d'énergie négatifs puissent ne pas être observables, ils ont été prouvés à la fois théoriquement uns ainsi que par l'expérience.