零点能量是多少(Zero-Point Energy)？

零点能量是存在于整个空间中的一小部分能量，它也被称为真空能量。换句话说，零点能量是量子力学物理系统可能拥有的最低能量，又称基态能量。近几十年来，自由能的伪科学倡导者们采用了这个术语和概念，但它最初是由阿尔伯特·...

零点能量是存在于整个空间中的一小部分能量，它也被称为真空能量。换句话说，零点能量是量子力学物理系统可能拥有的最低能量，又称基态能量。近几十年来，自由能的伪科学倡导者们采用了这个术语和概念，但它最初是由阿尔伯特·爱因斯坦和奥托·斯特恩于1913年提出的，与零点能量相对应的量子力学系统称为零点场在所谓的卡西米尔实验中得到了实验上的证实。卡西米尔实验包括将两块不带电的金属板紧密地放在真空中。敏感设备显示，两块金属板之间有轻微的吸引力，有时也有排斥作用，这取决于它们的排列方式，即使在完全没有任何其他力的情况下。这可以用虚拟粒子在板块周围以每秒万亿次的速度不断地闪烁来解释。板块之间的分离程度限制了能够闪烁存在的粒子类型，如果板块非常接近，这就产生了一个向内的净压力。当两个平板相距10纳米（约为原子直径的100倍）时，压力相当于1个大气压。卡西米尔效应所显示的零点能量非常小，因此，人们几十年来一直声称，利用它来制造“自由能源”装置是非常值得怀疑的然而，卡西米尔效应是一个非常有趣的物理现象，也是一个活跃的研究领域。由于卡西米尔效应成为在没有电磁电荷的情况下在很短的长度尺度上运行的主导力，理解它与设计小型机器，包括微机械和纳米机器非常相关早期对零点能量大小的计算表明，一立方米真空中的总能量足以使世界上所有的海洋沸腾。这一数字可能激发了非物理学家们热切地想象，它可以很容易地被利用来产生自由能。很明显，这种计算出现了然而，这与热力学第一定律和我们对宇宙宇宙学的理解相矛盾。它没有考虑到宇宙膨胀时，宇宙大爆炸时能量的初始值会逐渐减小。这种混淆导致物理学家们建立零点模型的主要动力与观测结果一致的能量密度

发表于 2020-09-07 19:36
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分类：科学教育

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