Energia di punto zero
Indice
1 Basi fisiche
2 Bibliografia
3 Voci correlate
4 Altri progetti
5 Collegamenti esterni
- Basi fisiche
Dal principio di indeterminazione di Heisenberg deriva che il vuoto è permeato da un mare di fluttuazioni quantistiche, che creano coppie di particelle e anti-particelle virtuali, le quali si annichiliscono in un tempo inversamente proporzionale alla propria energia. Il contributo complessivo all’energia del vuoto risulta, così, diverso da zero e pari a
{\displaystyle \epsilon ={\frac {h\nu }{2}}}\epsilon ={\frac {h\nu }{2}}
dove h è la costante di Planck e {\displaystyle \nu } \nu è la frequenza di un generico modo di vibrazione associabile alla lunghezza d’onda materiale delle particelle virtuali.
Integrando rispetto allo spazio tutti i contributi dati dalle fluttuazioni quantistiche a tutte le energie e lunghezze d’onda, si ottiene una quantità di energia enorme per unità di volume. Dal momento che l’energia produce gravità, essa dovrebbe contribuire a determinare in modo significativo il valore della costante cosmologica, che invece risulta di entità molto esigua.
Nella teoria quantistica dei campi, il termine energia di punto zero è sinonimo di energia del vuoto. L’esistenza di una energia non nulla associata al vuoto è alla base dell’effetto Casimir, previsto nel 1947 e confermato sperimentalmente. Altri effetti derivanti dall’energia di punto zero sono la Forza di van der Waals, lo spostamento di Lamb-Retherford, la spiegazione dello spettro di radiazione di corpo nero di Planck, la stabilità dello stato fondamentale dell’atomo di idrogeno dal collasso radiativo, l’effetto delle cavità di inibire o aumentare l’emissione spontanea di fotoni dagli atomi eccitati e la radiazione di Hawking, responsabile dell’evaporazione dei buchi neri.
Bibliografia
John Gribbin; Q is for Quantum – An Encyclopedia of Particle Physics, Touchstone Books (1998). ISBN 0-684-86315-4
Sciama, D. W., Simon Saunders and Henry R. Brown, eds; The Philosophy of Vacuum, Oxford: Clarendon Press (1991).