Wat is de Zero-Point Energy?

De nul-punt energie is een kleine hoeveelheid energie die door alle ruimte bestaat. Het is ook bekend als het vacuüm energie. Anders gezegd, het nulpunt energie is de laagst mogelijke energie die een kwantummechanische fysiek systeem kunnen hebben, oftewel de energie van de grondtoestand. De term en het concept werd gecoöpteerd door pseudo-wetenschappelijke voorstanders van vrije energie in de afgelopen decennia, maar het werd oorspronkelijk door Albert Einstein en Otto Stern voorgesteld in 1913. De kwantummechanische systeem dat overeenkomt met het nul-punt energie is de zero genoemd punt veld.

Het bestaan ​​van de nulpuntsenergie is experimenteel bevestigd, in wat genoemd wordt de Casimir experiment genoemd. De Casimir experiment bestaat uit het plaatsen van twee ongeladen metalen platen zeer nauw samen in een vacuüm. Gevoelige apparatuur blijkt dat er een geringe aantrekkingskracht - of soms afstoting, afhankelijk van de opstelling - tussen de twee, zelfs in de volledige afwezigheid van enige andere kracht.

Dit kan worden verklaard in termen van virtuele deeltjes continu knipperen in en uit het bestaan ​​quadriljoenen keren per seconde rondom de platen. De mate van scheiding tussen de platen beperkt de aard van de deeltjes die kunnen knipperen ontstaan, en als de platen zijn zeer dichtbij, creëert dit een netto druk binnen. Wanneer de platen worden geplaatst 10 nanometer (ongeveer 100 keer de diameter van een atoom) van elkaar, de druk is gelijk aan ongeveer 1 atmosfeer.

De zero-point energy zoals blijkt uit het Casimir-effect is zeer klein, dus het is zeer de vraag of het zou kunnen worden aangewend om "vrije energie" apparaten te maken, als mensen zijn te beweren is mogelijk voor tientallen jaren. De Casimir-effect is een zeer interessante fysische verschijnselen, echter, en een gebied van actief onderzoek. Omdat de casimireffect wordt de dominante kracht die op zeer korte lengteschalen in afwezigheid van elektromagnetische lasten, begrijpen zeer relevant ontwerpen kleine machines, waaronder micromachines en nano.

Een van de eerste berekening van de omvang van de nulpuntsenergie berekend dat de totale energie in een kubieke meter vacuüm zou genoeg zijn om alle oceanen van de wereld te koken zijn. Dit cijfer kan niet-fysici hebben geïnspireerd om met weemoed denken dat het gemakkelijk zou kunnen worden benut om vrije energie te produceren. Het werd duidelijk dat deze berekening lijkt de eerste wet van de thermodynamica en ons begrip van de kosmologie van het universum tegenspreken, echter. Er wordt geen rekening mee gehouden dat de initiële waarde van de energie die bij de Big Bang geleidelijk zou afnemen als het universum uitgebreid. Deze verwarring heeft geleid tot een grote rijden onder natuurkundigen om een ​​model van het nulpunt energiedichtheid die in overeenstemming is met de observatie vast te stellen.

  • Het concept van nulpuntsenergie staten werd voor het eerst door Albert Einstein en Otto Stern voorgesteld in 1913.