Vad är nollpunktsenergin?
Nollpunktsenergin är en liten mängd energi som finns i hela utrymmet. Det är också känt som vakuumenergin. Sagt på annat sätt är nollpunktsenergin den lägsta möjliga energin som ett kvantmekaniskt fysiskt system kan ha, annars känd som marktillståndets energi. The term and concept has been co-opted by pseudoscientific advocates of free energy in recent decades, but it was originally proposed by Albert Einstein and Otto Stern in 1913. The quantum mechanical system that corresponds to the zero-point energy is called the zero-point field.
The existence of the zero-point energy has been confirmed experimentally, in what is called the Casimir experiment. Casimir -experimentet består av att placera två oladdade metallplattor mycket nära i ett vakuum. Känslig utrustning avslöjar att det finns en liten attraktion - eller ibland avstötning, beroende på arrangemanget - mellan de två, även i fullständig frånvaro av någonannan kraft.
Detta kan förklaras i termer av virtuella partiklar som kontinuerligt blinkar in och ut från existensen kvadrillioner per sekund runt hela plattorna. Graden av separation mellan plattorna begränsar den typ av partiklar som kan blinka till existensen, och om plattorna är mycket nära skapar detta ett nettotryck inåt. När plattorna placeras 10 nanometer (cirka 100 gånger diametern på en atom) bortsett från varandra, är trycket motsvarande cirka 1 atmosfär.
Nollpunktsenergin som manifesteras av Casimir-effekten är mycket liten, så det är mycket tveksamt att det kan utnyttjas att skapa "gratis energi" -enheter, eftersom människor har hävdat är möjligt i årtionden. Casimir -effekten är emellertid ett mycket intressant fysiska fenomen och ett område med aktiv forskning. Eftersom Casimir -effekten blir den dominerande kraften som fungerar mycket kortLängdskalor i frånvaro av elektromagnetiska laddningar, förståelse för att det är mycket relevant för att utforma små maskiner, inklusive mikromachiner och nanomachiner.
En tidig beräkning av storleken på nollpunktsenergin beräknade att den totala energin i en kubikmeter vakuum skulle räcka för att koka alla världens hav. Denna siffra kan ha inspirerat icke-fysiker att tråkigt föreställa sig att den lätt kunde utnyttjas för att producera fri energi. Det blev tydligt att denna beräkning verkar motsäga den första lagen om termodynamik och vår förståelse av universums kosmologi. Det tar inte hänsyn till att det initiala värdet på energin vid Big Bang gradvis skulle minska när universum utvidgades. Denna förvirring har lett till en stor drivkraft bland fysiker att upprätta en modell av nollpunktens energitäthet som överensstämmer med observation.