Vad är negativ energi?

Medan många vet "negativ energi" för att hänvisa till den negativa Chi, negativa aura eller på annat sätt skadlig energi som en person avger, har termen också en vetenskaplig definition. Baserat på Heisenberg -osäkerhetsprincipen har negativ energi att göra med de inneboende fluktuationerna i energi som finns i alla energi- eller magnetfält. Denna form av "exotisk materia" är en mycket oförutsägbar kraft som har visat sig existera i mitten av nollenergi. Även om det är svårt att identifiera, spekuleras denna typ av energi att existera i randen av svarta hål, och har citerats som en nödvändig förutsättning för tidsresor av Stephen Hawking.

Begreppet negativ energi föreslogs av den brittiska fysikern Paul Adrien Maurice Dirac 1928, som en komponent i Dirac -ekvationen. Denna ekvation utformades för att vara konsekvent för standarderna för särskild relativitet. I denna ekvation beskrev Dirac hur kvanttillstånd av positiv energi skulle kompenseras av negativ energiGy. I allmänhet kommer dessa två typer av energi att balansera varandra. Således är en negativ form av energi inte vanligtvis ett observerbart fenomen. I fallet av ett rent vakuum kommer emellertid negativa energitillstånd att uttryckas för alla atomer inom vakuumet medan inga positiva energitillstånd kommer att uttryckas. Detta koncept kallas Dirac Sea.

Teoretiskt kan ett hål utvecklas i Dirac Sea om en Stray Gamma Ray kolliderar med elektroner i ett negativt energitillstånd och därmed omvandlar det till en positivt laddad elektron. Ett sådant hål i Dirac Sea skulle bete sig på motsatt sätt av den ursprungliga, negativt laddade elektronen. Den nya positivt laddade elektronen skulle vara ett exempel på antimateria. Således bör antimateria inte förväxlas med ett negativt energitillstånd.

1948 förutspådde den holländska fysikern Hendrick Casimir att en liten attraktiv kraft kunde existera satsningWeen två oladdade, parallella plattor i ett vakuum. Om plattorna vilar extremt nära varandra, produceras negativ energi eftersom antalet elektromagnetiska vågor mellan de två plattorna blir mindre än det omgivande utrymmet. I huvudsak blir ett negativt energitillstånd närvarande när våglängderna för partiklar i ett visst rymdregion är mindre än vad som normalt kan mätas.

Casimirs förutsägelser har observerats i två separata experiment. Det första experimentet inträffade 1958 och övervakades av M. J. Sparnaay. Det gav resultat som var förenliga med Casimirs teorier. Det andra experimentet, av Steve K. Lamoreaux, genomfördes 1997. I stället för att använda två plattor i experimentet parade Lamoreaux en enda platta med en annan platta som var en del av en nästan exakta sfär. Detta experiment bekräftade också Casimirs förutsägelser. Även om negativa energitillstånd kanske inte kan observeras har de bevisats båda teoretiskt as samt med hjälp av experiment.