Energia de ponto-zero

A energia do ponto-zero não é detectável por meio de medições diretas, como estas são apenas diferenças de captação de energia. Na teoria quântica de campos é a soma de energia do ponto zero do vácuo de energia, porque a energia pertence ao espaço vazio e sem partículas. A energia do vácuo pode ser usando o efeito Casimir indiretamente comprovada experimentalmente.

O conceito de energia do ponto zero foi desenvolvido na Alemanha por Albert Einstein e Otto Stern em 1913, como um termo corretivo adicionado a uma fórmula zero-terra desenvolvido por Max Planck em 1900. A energia do ponto-zero origina do alemão Nullpunktsenergie.

Energia do vácuo é a energia do ponto zero de todos os campos no espaço, que no modelo padrão inclui o campo eletromagnético, os campos de Gauge, outros campos fermiônicos, e o campo de Higgs. É a energia do vácuo, a qual, em teoria quântica de campo não é definido como o espaço vazio, mas como o estado fundamental dos campos. Em cosmologia, a energia do vácuo é uma possível explicação para a constante cosmológica. Um termo relacionado é ponto zero de campo, que é o estado de menor energia de um campo particular.

Um fenômeno que é comumente apresentado como prova da existência de energia do ponto zero no vácuo é o efeito Casimir, proposto em 1948 pelo físico holandês Hendrik BG Casimir, que considerou o campo eletromagnético quantizado entre um par neutro placas de metal. A energia de vácuo contém contribuições de todos os comprimentos de onda, excepto os excluídos pelo espaçamento entre as placas. Como as placas reunem mais comprimentos de onda, são excluídos e diminui a energia do vácuo. A diminuição da energia significa que deve haver uma força fazendo um trabalho sobre as placas. Esta força foi medida e considerada de acordo com a teoria. No entanto, ainda há debate sobre se a energia do vácuo é necessária para explicar o efeito Casimir. Robert Jaffe, do MIT, afirma que a força de Casimir não deve ser considerada evidência de energia do vácuo, uma vez que pode ser derivado de QED (Eletrodinâmica quântica) sem referência a vácuo de energia, considerando-carga atuais interações.

Em cosmologia, a energia do ponto-zero oferece uma possibilidade intrigante para explicar os valores especulativos positivos da proposta constante cosmológica. Em resumo, se a energia está "realmente lá", então ele deve exercer uma força gravitacional. Na Relatividade Geral, massa e energia são equivalentes, ambas produzem um campo gravitacional. Uma dificuldade óbvia com esta associação é que a energia do ponto zero do vácuo é absurdamente grande. Ingenuamente, ela é infinita, porque inclui a energia das ondas com comprimentos de onda arbitrariamente curtos. Mas desde que apenas diferenças de energia sejam fisicamente mensuráveis, o infinito pode ser removido por renormalização. Também é discutível que a física ainda não descoberta relevante na escala de Planck reduz ou elimina a energia de ondas mais curtas do que o comprimento de Planck fazendo com que o total de energia do ponto zero finita.

Como um conceito científico, a existência de energia do ponto zero não é controverso, embora a capacidade de aproveitá-la que é. Muitas pessoas afirmam ter inventado máquinas de movimento perpétuo e dispositivos de energia gerando outros supostamente baseados em energia do ponto zero.

Na teoria quântica, energia ponto zero é uma energia mínima abaixo da qual um sistema termodinâmico pode nunca ir. Assim, de acordo com o ponto de vista da teoria quântica padrão, nenhuma desta energia pode ser retirada sem alterar o sistema de uma forma diferente, em que o sistema tem uma menor energia do ponto zero.


Uma das teorias que afirma que energia do ponto zero é infinito, é a eletrodinâmica estocástica. Nele, o campo de ponto zero é visto como simplesmente um fundo isotrópico clássico campo de onda sonora que emociona todos os sistemas presentes no vácuo e, portanto, é responsável por seu mínimo de energia ou estados. A exigência de invariância de Lorentz num nível estatístico significa que o espectro de densidade de energia deve aumentar com a terceira potência de frequência, o que implica a densidade de energia infinita quando integrada sobre todas as frequências. No entanto, como assinalado, esta energia não pode ser retirada do sistema.

De acordo com um relatório de uma empreiteira da NASA, "o conceito de acesso a uma quantidade significativa de energia útil a partir da ZPE ganhou muita credibilidade quando um grande artigo sobre o tema foi publicado em Tecnologia da Aviação Week & Space (01 de março de 2004).

O cálculo que está subjacente à experiência Casimir, um cálculo com base na fórmula de predição de energia de vácuo infinito, mostra a energia do ponto zero de um sistema constituído por um vácuo entre duas placas que irão diminuir a uma taxa finita ao passo que as duas placas são aproximadas. As energias de vácuo está previsto para ser infinito, mas as mudanças estão previstas para ser finito. Casimiro combinou a taxa projetada de mudança de energia do ponto zero com o princípio de conservação da energia para prever uma força sobre as placas.

A força predita, foi medida experimentalmente para estar dentro de 5% do seu valor previsto, é finito. Mesmo que a energia do ponto zero seja teoricamente infinita, não existe ainda nenhuma evidência de prática de sugerir que quantidades infinitas de energia do ponto zero estão disponíveis para uso, que a energia do ponto-zero pode ser retirada gratuitamente, ou que a energia do ponto-zero podem ser utilizadas em violação da conservação da energia.


Na série de jogos aclamados pela crítica da Valve Corporation, Half-Life, um "manipulador de campo de energia ponto-zero" (popularmente conhecido como "arma de gravidade"), destinado a lidar com materiais sensíveis, anômalos e perigosos, é usado como uma arma para jogar objetos nos inimigos em altas velocidades, como um ataque principal, e uma ferramenta para resolver quebra-cabeças de física que consiste em mover objetos de peso considerável.

Na série da Nintendo Star Fox, há menções de um sistema de "G-difusão". O chamado "G-difusão" é um sistema de energia experimental utilizado em caças do jogo que reduz as forças de gravidade no piloto e proporciona uma fonte de energia respeitável para escudos e propulsão, usando tecnologia avançada de energia do ponto zero.

Dentro da franquia Stargate a raça de seres conhecidos como os antigos que criaram os dispositivos Stargate também são responsáveis ​​pelo desenvolvimento de uma fonte de energia cristalina que contém um universo em miniatura a partir do qual energia do ponto zero é extraída. Dentro do cânone tanto de Stargate SG-1 e Stargate Atlantis (Módulos ZPMs aka), como são chamados, são responsáveis ​​pela produção de ordens de magnitude maior poder do que qualquer outra forma conhecida de produção de energia no universo. Três deles eram capazes de alimentar o escudo de defesa na Atlântida, que é aproximadamente do tamanho de Manhattan, enquanto ele estava no fundo do oceano por mais de 10.000 anos.