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零點能量

物理中,零點能量(可簡稱零點能)是量子力學所描述的物理系統會有的最低能量,此時系統所處的態稱為基態;所有量子力學系統都有零點能量。這個辭彙起源於量子諧振子處在基態時,量子數為零的考量。

在量子場論中,這個辭彙和真空能量是等義詞,指的空無一物的空間仍有此一定能量存在,對一些系統可以造成擾動,並且導致一些量子電動力學會出現的現象,例如蘭姆位移與卡西米爾效應;它的效應可在奈米尺度的元件直接觀測的到。

在宇宙論中,真空能量被視為宇宙常數的來源,和造就宇宙加速膨脹的暗能量相關。

因為零點能量是一系統可能持有的最低能量,因此此項能量是無法自系統移除。儘管如此,零點能量的概念以及自真空汲取「免費能量」的可能性引起業餘發明者的注目——許多「永動機」或稱「免費能量裝置」等的提案都運用這項概念來解釋,但科學界認為這些是不可能的。這項熱潮以及相伴的趣味理論詮釋促成了大眾文化中「零點能量」概念的成長,常出現在科幻書刊、遊戲、電影等處。


推進理論[編輯]

另一個零點能量研究領域是在於如何用它來產生推進。美國國家航空暨太空總署(NASA)與英國航太公司(British Aerospace)兩個單位都有相關研究計畫,不過要做出可用的技術仍有相當遙遠的路要走。要在此領域中取得任何的成功,就必須能做到對量子真空製造出斥力效應(repulsive effect);根據理論是可能的,而製造以及測量出這樣效應的實驗規劃在未來要進行。

Rueda、Haisch及Puthoff[6][7][8]三人提出了一個加速中的質量體會與零點場交互作用,製造出一種電磁阻滯力(electromagnetic drag force),而產生了「慣性」此一現象;細節參見隨機電動力學(stochastic electrodynamics)。

「免費能量」裝置[編輯]

卡西米爾效應使得零點能量成為一個沒有爭議、且科學界普遍接受的現象。然而「零點能量」一詞卻已經與一些具有爭議性的領域牽扯上關係:設計與發明出所謂的「免費能量」裝置("free energy" devices),概念上與過去永動機(perpetual motion machines)有某種程度上的相似,在發展的成功度也相類似。在外國有許多業餘愛好者投入研究,宣稱有一定成果,甚至有專門討論免費能量的網路論壇。這些人自創了一個字用來形容這類裝置,叫做OVERUNITY,是指某個裝置的輸出能量大於輸入能量。有許多人宣稱成功研發這類裝置。事實上,零點能量是不能被利用的。
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