Hva er nullpunktenergien?

Nullpunktenergien er en liten mengde energi som finnes i hele rommet. Det er også kjent som vakuumenergien. Sagt annerledes er nullpunktenergien den laveste mulige energien som et kvantemekanisk fysisk system kan ha, ellers kjent som energien i grunntilstanden. Begrepet og konseptet har blitt kooperert av pseudovitenskapelige talsmenn for fri energi de siste tiårene, men det ble opprinnelig foreslått av Albert Einstein og Otto Stern i 1913. Det kvantemekaniske systemet som tilsvarer nullpunktenergien kalles null- punktfelt.

Eksistensen av nullpunkt-energien er bekreftet eksperimentelt, i det som kalles Casimir-eksperimentet. Casimir-eksperimentet består av å plassere to uladede metallplater veldig tett sammen i et vakuum. Følsomt utstyr avslører at det er en liten tiltrekning - eller noen ganger, frastøtning, avhengig av arrangementet - mellom de to, selv i fullstendig fravær av noen annen styrke.

Dette kan forklares i form av virtuelle partikler som kontinuerlig blinker inn og ut av eksistensen firemillioner ganger per sekund rundt platene. Graden av separasjon mellom platene begrenser typen partikler som kan blinke inn i eksistensen, og hvis platene er veldig nærme, skaper dette et nettotrykk innover. Når platene plasseres 10 nanometer (omtrent 100 ganger diameteren til et atom) fra hverandre, tilsvarer trykket omtrent 1 atmosfære.

Nullpunktenergien som manifesteres av Casimir-effekten er veldig liten, så det er sterkt tvilsomt at den kan utnyttes for å lage "fri energi" -enheter, slik folk har hevdet er mulig i flere tiår. Casimir-effekten er imidlertid et veldig interessant fysiske fenomen og et område med aktiv forskning. Fordi Casimir-effekten blir den dominerende kraften som opererer på veldig kort lengdeskala i mangel av elektromagnetiske ladninger, er forståelsen av det veldig relevant å designe små maskiner, inkludert mikromachiner og nanomachiner.

En tidlig beregning av størrelsen på nullpunktenergien beregnet at den totale energien i en kubikkmeter vakuum ville være nok til å koke alle verdens hav. Dette tallet kan ha inspirert ikke-fysikere til å visst forestille seg at det lett kunne utnyttes til å produsere fri energi. Det ble klart at denne beregningen ser ut til å motsi den første loven om termodynamikk og vår forståelse av universets kosmologi. Den tar ikke hensyn til at den opprinnelige verdien av energien ved Big Bang gradvis ville avta etter hvert som universet ekspanderte. Denne forvirringen har ført til et stort drivkraft blant fysikere å etablere en modell for nullpunktet energitetthet som er i samsvar med observasjonen.