Ist die Nullpunktenergie die Energie der Zukunft ?

10/06/2011 - 14:16 von Wayne Wells | Report spam
Die Nullpunkt- (engl. Zero-point energy, kurz ZPE) oder Vakuumenergie
eines quantenmechanischen Systems ist die Energie seines
Grundzustands, der niedrigste Eigenwert des Energieoperators.

Sie kann als Konsequenz der heisenbergschen Unschàrferelation
aufgefasst werden, welche besagt, dass der Impuls und der Ort eines
Teilchens nicht gleichzeitig beliebig genau festgelegt sein können.

Beispiel: Der quantenphysikalische harmonische Oszillator hat das
Energiespektrum

E proportional 1/2 Omega

mit Omega aus { 0, ..., unendlich }

Die Nullpunktenergie ist damit auch die Energie des Systems am
absoluten Temperaturnullpunkt. Obwohl einleuchtend scheint, dass mit
immer weiterer Abkühlung alle Bewegungen „einfrieren“, bleibt dennoch
eine quantenphysikalische Restbewegung, welche die Nullpunktenergie
ausmacht.

Dasselbe Ergebnis erhàlt man auch, indem man die Schrödingergleichung
für gegebene Potentiale löst.

Die Nullpunktenergie ist durch direkte thermische Messungen nicht
nachweisbar, da diese nur Energiedifferenzen erfassen. In der
Quantenfeldtheorie heißt die Summe aller Nullpunktenergien
Vakuumenergie, da diese Energie dem leeren Raum ohne Teilchen zukommt.
Die Vakuumenergie kann mit Hilfe des Casimir-Effekts indirekt
experimentell nachgewiesen werden.
 

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#1 Peter
10/06/2011 - 14:37 | Warnen spam
Am 10.06.2011 14:16, schrieb Wayne Wells:

Dasselbe Ergebnis erhàlt man auch, indem man die Schrödingergleichung
für gegebene Potentiale löst.

Die Nullpunktenergie ist durch direkte thermische Messungen nicht
nachweisbar, da diese nur Energiedifferenzen erfassen. In der
Quantenfeldtheorie heißt die Summe aller Nullpunktenergien
Vakuumenergie, da diese Energie dem leeren Raum ohne Teilchen zukommt.
Die Vakuumenergie kann mit Hilfe des Casimir-Effekts indirekt
experimentell nachgewiesen werden.



Die Physiker sind selbst schuld an diesem Desaster. Die haben den
Begriff "Energie" so missverstàndlich gepràgt.

Auch athmospàrische Luft enthàlt Energie, weil komprimierte Luft nunmal
Energie enthàlt. Trotzdem spricht man nicht von der Luftenergie, sondern
vom Luftdruck. Würde man von "Luftenergie" reden, dann würden sich
sicher auch genügend Betrüger finden die Luftpumpen als
Energiegeneratoren verkaufen.

Man sollte vom Vakuumdruck reden, nicht von Vakuumenergie. Das Druck
auch Energie impliziert, ist ja selbstversàndlich, aber dann würden auch
Laien verstehen, was gemeint ist.

Mit dem Casimir Effekt kann folgendes nachgewiesen werden:
Man bringt 2 hochakkurat polierte Platten zusammen, entfernt dann 1/2
Jahr lang jedes Nanopartikel an Staub das dazwischen ist, und dann kann
man die Casimirkraft und -energie messen.

Aber um die Platten zu polieren, und den Polierstaub zu entfernen,
musste man diese Energie vorher aufbringen.
Das heisst, die nutzbare Energie ist in der Platte, nicht im Vakuum.
Das Vakuum liefert lediglich die Kraft bzw. den Druck.

Die Casimirkraft betràgt bei atomaren Abstànden von ca. 1 Nanometer ca.
10 Tonnen/cm^2. Jedesmal wenn man eine Atomlage wegpoliert, muss man
diese Kraft aufbringen.

Man sollte auch nicht verschweigen, dass der Casimireffekt noch nicht
beim absoluten Nullpunkt getestet wurde. D.h. einen wirklich eindeutigen
unbestreibaren experimentellen Nachweis gibt es nicht.
Trotzdem glauben die meisten Physiker dass der Casimir-Vakuumdruck
existiert, aber nicht alle glauben das, es gibt auch alternative
Theorien, die wohlbegründet sind.

Peter

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