H ενέργεια του κενού είναι η ενέργεια που υπάρχει σε κάθε σημείο του χώρου ακόμα και όταν αυτός είναι κενός από μάζα. Αρχικά η ιδέα της ενέργειας του κενού βασίστηκε στην αρχή της απροσδιοριστίας ανάμεσα στην ενέργεια και στον χρόνο.
Ένα πολύ χαρακτηριστικό αποτέλεσμα αυτής της ενέργειας είναι το φαινόμενο Casimir. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία όλα τα θεμελιώδη πεδία (ανάμεσα σε αυτά και το ηλεκτρομαγνητικό) θα πρέπει να είναι κβαντισμένα σε κάθε σημείο του χώρου.
H θεωρία δέχεται ότι το κενό έχει τις ίδιες ιδιότητες όπως ένα σωματίδιο. Οι περισσότερες από αυτές τις ιδιότητες όταν αθροιστούν μηδενίζονται με εξαίρεση την ενέργεια. Av θεωρήσουμε το κενό σαν ένα σύνολο κβαντικών αρμονικών ταλαντωτών, ο καθένας από αυτούς έχει την χαμηλότερη στάθμη του που δεν είναι η μηδενική. Συνεπώς αυτό το σύνολο δεν μπορεί να έχει μηδενική ολική ενέργεια.
Όπως γνωρίζουμε ένα πολύ γνωστό φαινόμενο της Κβαντικής Φυσικής είναι το Φαινόμενο Casimir. Σε αυτό οι κβαντικές ταλαντώσεις του κενού του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου εξασκούν μια δύναμη σε ένα ζεύγος μεταλλικών πλακών που βρίσκονται πολύ κοντά η μια στην άλλη.
Το φαινόμενο αυτό είναι όχι μόνο πολύ καλά θεωρητικά κατανοητό αλλά έχει και παρατηρηθεί και πειραματικά, θα μπορούσε ένα παρόμοιο φαινόμενο το οποίο εμφανίζεται σε περιστρεφόμενα συστήματα να μειώσει τον ρυθμό περιστροφής τους, δηλαδή θα μπορούσαν οι κβαντικές ταλαντώσεις του κενού να δράσουν σαν μια δύναμη τριβής μειώνοντας την περιστροφή ενός συστήματος;
Σε αυτό το ερώτημα προσπαθούν να απαντήσουν με μια εργασία τους στο Physical Review A, οι Alejandro Manjavacas και Javier Garc a de Abajo του Ινστιτούτου Οπτικής της Μαδρίτης στην Ισπανία. Οι ερευνητές αυτοί αποδεικνύουν ότι ένα τέτοιο φαινόμενο όχι μόνο μπορεί να υπάρξει αλλά και να δώσει πειραματικά μετρήσιμα αποτελέσματα.
Το φαινόμενο της τριβής που οφείλεται στις κβαντικές ταλαντώσεις του κενού είναι αρκετά διαφορετικό από το αντίστοιχο φαινόμενο για τις ακίνητες παράλληλες μεταλλικές πλάκες.
Τα επιταχυνόμενα φορτία που υπάρχουν στις περιστρεφόμενες αγώγιμες σφαίρες αλληλεπιδρούν με τις ηλεκτρομαγτνητικές κβαντικές ταλαντώσεις του κενού με αποτέλεσμα την εκπομπή φωτονίων.
Προηγούμενες εργασίες των ερευνητών μελέτησαν το πρόβλημα χρησιμοποιώντας ημικλασσικά μοντέλα. Στην συγκεκριμένη εργασία χρησιμοποιούν ένα πλήρες κβαντομηχανικό μοντέλο το οποίο όχι μόνο επιβεβαιώνει τα προηγούμενα ημικλασσικά αποτελέσματα τους αλλά διευρύνει τα αποτελέσματα αυτά και στις περιπτώσεις μοριακών συστημάτων αλλά και μαγνητικών αλληλεπιδράσεων. Τα
αποτελέσματα αυτά μπορεί επίσης να ρίξουν φως και στη δυναμική συμπεριφορά κοσμικών νανοσωματίων όπως αυτών που βρίσκονται στη διαστρική σκόνη αλλά και στο οπτικό φάσμα περιστρεφόμενων μορίων.
Πηγή: Φυσικός Κόσμος
Leave a Comment