作业帮如何提取真空能量?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/07 17:00:06
如何提取真空能量?
如何提取真空能量?
如何提取真空能量?
量子真空零点能
现代科学认为真空并不意味着一无所有,真空是由正电子和负电子旋转波包组成的系统,这种过程的动态能量可以作为工业能源、未来星际航行能源以及家庭生活等诸多领域的能源.量子真空是一个非常活跃的空间,它充满时隐时现的粒子和在零点线值上涨落的能量场.而与这种现象伴生的能量,被称为零点能,也就是说,即使在绝对零度,这种真空活性仍然保持着.早在1891年,科学家忒斯拉（Nikola Tesla）在一次演讲中就提到：几个世纪之后,也许我们可以从宇宙中的任意一点提取能量来驱动我们的机械.用今天的科学语言解释,这种能源就是真空零点能,或称空间能、自由能等.
关于零点能的设想来自量子力学的一个著名概念:海森堡测不准原理.该原理指出：不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量.因此,当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动；否则,如果粒子完全停下来,那它的动量和位置就可以同时精确的测知,而这是违反测不准原理的.这种粒子在绝对零度时的振动（零点振动）所具有的能量就是零点能.狄拉克从量子场论对真空进行了生动的描述,把真空比喻为起伏不定的能量之海.
有人认为零点能来自所有各种类型的力场,包括电磁场、引力场和核力场,并可以通过几种方式表现出来.一种方式是兰姆移位,即受激原子发出的光的频率的轻微改变；另一种形式是电子和光学仪器中可记录到的一类特殊的不可避免的电平噪声.但是影响最大也最为明显的要算卡西米尔效应.1948年,荷兰物理学家卡西米尔在理论上计算出两块靠得足够近的金属板之间将会有轻微的相互吸引.原因在于金属板之间的微小距离只允许真空能量中高频电磁成分存在,其它那些较大成分则被金属板挡在外面,因而内外存在着压力差,正是这样的力使得金属板相互靠拢.这也被称为静态卡西米尔效应.尔后,许多物理学家对其进行了实验上的验证.华盛顿大学Lamoreaux在他的学生Dev Sen协助下,对卡西米尔效应进行了精确的测量.该测量结果与卡西米尔对这一特殊板间距及几何构形所预测的力相差不超过5%.Lamoreaux在他的实验中,采用镀金石英表面作为他的金属板.另外一块板固定在一个灵敏扭摆的端部.如果该板向着另外一块板移动,则摆就会发生扭转.一台激光器可以以0.01微米的精度测量扭摆的扭转.向一组压电组件施加的一股电流使卡西米尔板移动；而另一电子反馈系统则抵消这一移动,使扭摆保持静止.零点能效应就表现为保持摆的位置所需的电流量的变化.