Se sabe que desde el vacío de una teoría cuántica de campos, pares de partículas virtuales se crean y se destruyen; ¿es posible captar estas partículas obteniendo energía libre desde el vacío?
Respuestas
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La energía está tomada desde el principio de incertidumbre de Heisenberg para crear partículas virtuales y tiene que pagarse en un tiempo muy corto.
$\Delta{t} \geq \frac{\hbar}{2\Delta{E}}$
Por esta razón partículas virtuales viven por muy corto tiempo (es decir, pop y fuera de existencia). No podemos manipular esta energía.
Yang
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Si usted puede extraer energía a partir de esto o no (y tengo la fuerte sospecha de que no) el efecto Casimir es una consecuencia de fluctuaciones del vacío.
Esencialmente, cuando dos placas están muy cerca el uno del otro, las longitudes de onda de las partículas virtuales que se pueden crear entre las placas es de uso restringido y por lo tanto, hay menos partículas entre las placas y en el exterior, donde no hay restricción se produce. Esto crea una presión sobre las placas y los empuja juntos. No es una fuente de energía libre, pero un interesante (y verificado experimentalmente) resultado de fluctuaciones del vacío.
Otro efecto muy conocido debido a partículas virtuales es la radiación de Hawking. Esto nos dice que cuando las partículas virtuales creada a través del horizonte de sucesos de un agujero negro, uno puede escapar y el otro caída, haciendo esencialmente virtual de un objeto en un real de las partículas, ya que es la antipartícula es en el interior del agujero negro. Esta no es la energía libre sin embargo, como la energía necesaria proviene de la masa del agujero negro, haciendo que se (muy, muy) poco a poco se evaporan con el tiempo.
Así que, en resumen, no, no podemos obtener la energía libre de fluctuaciones del vacío, pero eso no quiere decir que no tiene algunos efectos muy interesantes.
user121330
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No.
Al igual que en la Química y la Termodinámica, nunca conseguimos nada.
En un nivel mecánico, es importante reconocer que el punto cero (vacío) de la energía representa el estado de menor energía de forma de onda. Recuerdo pensar que debido a que los campos EM están en todas partes y cuantificada, que hay algún tipo de magia que está teniendo lugar. De manera realista, la energía de punto cero es más como un resorte entre los objetos (muy buena analogía Slereah) de algo desconocido. Es un matemático consecuencia de la entendi muy bien las relaciones.
La segunda cuestión de partículas virtuales requiere un poco más de pensamiento. Cuando expandimos (cualquier) la ecuación de Schroedinger en su forma de partículas (usando el operador número (dos que se opongan a la escalera de los operadores) que cambia la ecuación diferencial a una suma de una serie de integrales), obtenemos un número infinito de estos términos (las partículas virtuales). Son una distracción en este nivel.
Finalmente, Nuclear_Wizard explicó el efecto Casimir brillantemente, y no voy a añadir que, excepto para decir que este efecto representa el principal experimento de validación de la teoría. A mi conocimiento, y en este momento, los otros experimentos han tenido una gran cantidad de ruido de fondo para vadear a través de (que está buscando el más bajo nivel de energía) y no han dado casi la validación experimental de que las dos placas experimento.
Un punto crítico que es bastante ajenos a su pregunta (pero de alguna manera el aceptado respuesta "correcta"), no hay ningún operador. La derivación de la relación que depende de algo circunstancias específicas relativas a la decadencia de wavestates. Si miramos un gráfico de las energías de las partículas entrantes, habrá algún tipo de distribución de las partículas no todos tienen el mismo nivel de energía. Si repetimos el experimento y en lugar de mirar en el momento de la llegada (lo que nos lleva a la vida de la wavestate por sustracción) de las partículas (diferentes de configuración, de forma idéntica preparado de origen), también se obtiene una distribución. La ecuación de Heisenberg (en la forma) se refiere a la incertidumbre (ancho) de las distribuciones de la ubicación del pico representa la cantidad de esas distribuciones. No hay préstamos de energía, pero sólo por un corto tiempo - el de Heisenberg desigualdad representa una propiedad fundamental de la transformada de Fourier y NO un vacío de la energía del prestamista.
Marcin
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La respuesta es un poco "puede, pero ¿por qué".
De hecho, es posible extraer energía del vacío. Se ha estudiado, tanto teórica como experimentalmente, utilizando una variedad de placas de metal y otros Casimiresque gizmos.
El problema es que básicamente actúa como un resorte. Para poner el efecto Casimir en la acción, usted debe primero enfoque juntos las dos placas de metal, trabajando en contra de la presión del efecto Casimir. Usted, a continuación, dejar que las placas de ir, dándole la espalda, dijo la energía (menos cualquier pérdida en el proceso).
Hay un número de otros métodos que puede utilizar para efectos equivalentes, tales como la oscilación de placas de metal para emitir un (muy débil) de la radiación del efecto Casimir. Pero ninguno de ellos romper la conservación de la energía en la final.
Aunque estoy seguro de que tales dispositivos serán bastante útiles para la nanotecnología cosas.
Edit : Ah, por cierto :
1), Mientras que el vacío cuántico es una buena explicación para ello, es (probablemente) no es cierto. Se puede derivar de Casimir los efectos de orden superior QED efectos (usted no puede realmente tener un efecto Casimir con placas de metal porque no son perfectos conductores. A pesar de que usted tiene la topológico efecto Casimir en espacios compactos).
2) Para algunas fuentes en diversos experimental gadgets con la Casimir efectos, usted puede tratar de las "Fronteras en la Propulsión de la Física". Es muy cuidada libro que contiene una gran cantidad de resultados experimentales en esos locos temas (por lo general negativo por desgracia!), y contiene un buen montón de referencias en las aplicaciones del efecto Casimir.
