Energia di punto zero

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In fisica, l''''energia di punto zero''' (in inglese, zero-point energy, ZPE) è il più basso livello energetico possibile in un sistema quantistico.
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In fisica, l''''energia di punto zero''' (in inglese, '''zero-point energy''', '''ZPE''') è il più basso livello energetico possibile in un sistema quantistico.
==Basi fisiche==
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Dal [[principio di indeterminazione]] di Heisenberg deriva che il [[vuoto]] è permeato da un mare di [[fluttuazione quantistica|fluttuazioni quantistiche]] che creano coppie di particelle e anti-particelle virtuali che si annichiliscono in un tempo inversamente proporzionale alla propria [[energia]]. Il contributo complessivo all'[[energia del vuoto]] risulta così mediamente diverso da zero e pari a  
Dal [[principio di indeterminazione]] di Heisenberg deriva che il [[vuoto]] è permeato da un mare di [[fluttuazione quantistica|fluttuazioni quantistiche]] che creano coppie di particelle e anti-particelle virtuali che si annichiliscono in un tempo inversamente proporzionale alla propria [[energia]]. Il contributo complessivo all'[[energia del vuoto]] risulta così mediamente diverso da zero e pari a  
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dove h è la [[costante di Planck]] e <math> \nu </math> è la [[frequenza]] di un generico modo di vibrazione associabile alla lunghezza d'[[onda materiale]] delle [[particella virtuale|particelle virtuali]].
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dove h è la [[costante di Planck]] e v è la [[frequenza]] di un generico modo di vibrazione associabile alla lunghezza d'[[onda materiale]] delle [[particella virtuale|particelle virtuali]].
Integrando rispetto allo [[Spazio (fisica)|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.
Integrando rispetto allo [[Spazio (fisica)|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 realtà dunque, questa enorme [[energia]] viene a elidersi quasi totalmente e non è facile pensare a un modo pratico per estrarla dal suo "background" di vuoto quantistico.
Nella realtà dunque, questa enorme [[energia]] viene a elidersi quasi totalmente e non è facile pensare a un modo pratico per estrarla dal suo "background" di vuoto quantistico.
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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|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]].
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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|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 e fonti==
== Bibliografia e fonti==

Versione attuale delle 16:15, 16 gen 2010

In fisica, l'energia di punto zero (in inglese, zero-point energy, ZPE) è il più basso livello energetico possibile in un sistema quantistico.

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 che si annichiliscono in un tempo inversamente proporzionale alla propria energia. Il contributo complessivo all'energia del vuoto risulta così mediamente diverso da zero e pari a

EPZ 1.jpg

dove h è la costante di Planck e v 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 realtà dunque, questa enorme energia viene a elidersi quasi totalmente e non è facile pensare a un modo pratico per estrarla dal suo "background" di vuoto quantistico.

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 e fonti

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