Qu'est-ce que l'énergie négative?
Tandis que beaucoup savent que "l'énergie négative" désigne le chi négatif, l'aura négative ou toute autre énergie néfaste dégagée par une personne, le terme a également une définition scientifique. Basé sur le principe d’incertitude de Heisenberg, l’énergie négative est liée aux fluctuations inhérentes de l’énergie existant dans toute énergie ou champ magnétique. Cette forme de "matière exotique" est une force hautement imprévisible dont l'existence a été prouvée au milieu de champs d'énergie zéro. Bien que difficile à identifier, on suppose que ce type d’énergie existe au bord de trous noirs et a été cité comme une condition préalable nécessaire au 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, en tant que composant de l'équation de Dirac. Cette équation a été conçue pour être cohérente avec les normes de la relativité restreinte. Dans cette équation, Dirac a décrit comment les états quantiques d'énergie positive seraient compensés par une énergie négative. Généralement, ces deux types d'énergie s'équilibrent. Ainsi, une forme d'énergie négative 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 à l'intérieur du vide alors qu'aucun état d'énergie positive ne sera exprimé. Ce concept est appelé la mer de Dirac.
Théoriquement, un trou dans la mer de Dirac peut se développer 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 de la même manière que l'électron d'origine, chargé négativement. Le nouvel électron 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 prédisait qu'une faible force d'attraction pouvait exister entre deux plaques parallèles non chargées, dans le vide. Si les plaques reposent très près les unes des autres, une énergie négative est produite car le nombre d'ondes électromagnétiques entre les deux plaques devient inférieur à celui de l'espace environnant. En substance, un état négatif d'énergie devient présent lorsque les longueurs d'onde des particules dans une certaine région de l'espace sont inférieures à ce qui peut normalement être mesuré.
Les prédictions de Casimir ont été observées dans deux expériences distinctes. La première expérience a eu lieu en 1958 et a été supervisée par MJ Sparnaay. Il a produit des résultats conformes aux théories de Casimir. La deuxième expérience, de Steve K. Lamoreaux, a été menée en 1997. Plutôt que d'utiliser deux plaques dans l'expérience, Lamoreaux a associé une plaque unique à une autre plaque faisant partie d'une sphère presque précise. Cette expérience a également confirmé les prédictions de Casimir. Bien que les états négatifs d'énergie puissent ne pas être observables, ils ont été prouvés à la fois théoriquement et expérimentalement.