Kazimirov efekat

Apr 29, 2014 by

 

          Vakuum, potpuno prazan prostor bez čestica, bez energije, zapravo bez ičega. Da li je baš tako? Sudeći po klasičnoj fizici – jeste, ali kvantna teorija polja ipak tvrdi drugačije, po njoj vakuum nije prazan već poseduje male količine energije koja je zaslužna za konstantno stvaranje i nestajanje virtuelnih parova čestica i antičestica i njima pripadajućih talasa. Kazimirov efekat u potpunosti proizilazi iz ove činjenice.

photonicsDa bismo mogli da ga razumemo poslužićemo se jednim primerom, uzećemo dva ogledala i postaviti ih jedno naspram drugog na vrlo maloj udaljenosti. Neki od talasa koje smo pominjali, oni sa talasnim dužinama jednakim razdaljini između ogledala ostaće između njih odbijajući se o površinu čas jednog čas drugog ogledala. Drugi talasi, oni sa većim talasnim dužinama od razdaljine ogledala, napustiće prostor između njih što će stvoriti situaciju da vakuum između ogledala ima manju energiju od energije okolnog vakuuma. Razlika između količine energije vakuuma između ogledala i oko njih rezultovaće time da se naša ogledala približe jedno drugom. Ovo približavanje je, u stvari, Kazimirov efekat predviđen 1948. godine od strane Danskog fizičara Hendrika Kazimira.

Zanimljivo je da izračunavanjem enegije vakuuma (sa ogledalima ili bez) putem kvatne Teorije polja dolazimo do toga da je ona beskonačna. Značaj ovog otkrića je u tome što pokazuje da je pomoću energije vakuuma, poznatije pod nazivom “energija nulte tačke”, moguć nastanak našeg kosmosa što predstavlja veliku potvrdu ispravnosti Teorije velikog praska.

Ipak, beskonačna energija nulte tačke stvorila je i probleme fizičarima. Jedan od tih problema je činjenica da ništa ne sprečava postojanje beskonačnog broja talasa veoma malih talasnih dužina između ogledala. Matematičko rešenje za ovaj problem je privremeno izračunavanje konačnog broja talasa između dva ogledala, pronalaženje razlike u energijama vakuuma između i oko ogledala a potom zadržavanje te razlike istrovemeno dozvoljavajući da broj talasa ode u beskonačnost. Iako ovaj matematički trik radi i zaključci izvedeni iz njega su u skladu sa eksperimentima ovaj problem beskonačne energije nulte tačke je vrlo ozbiljan.
Ajnštajnova teorija gravitacije pokazuje da bi ova energija morala da stvori beskonačno gravitaciono zakrivljenje prostor-vreme kontinuuma.

                                                                      Kazimirov efekat i crvotočine

Kazimirov efekat pokazuje da kvantna Teorija polja dozvoljava da se u pojedinim delovima vakuuma pojavi negativna energija u odnosu na regularnu količinu energije u vakuumu. Mnogim fizičarima, među kojima je i Stiven Hoking, ova pojava dala je ideju da bi efekat negativne energije mogao da posluži kao stabilizator cvrtočine kroz koju bi mogli da putujemo. Ovakav scenario teoretski jeste moguć ali je nažalost praktično neizvodljiv jer bi za stabilizaciju dovoljno velike crvotočine za putovanje bila potrebna ogromna količina negativne energije proistekle iz kazimirovog efekta. Najveću kočnicu ove ideje predstavlja činjenica da ne postoji nijedan poznati prirodni proces koji bi inicirao stvaranje crvotočine te veličine u kontekstu opšte relativnosti. Premda postoje indicije o postojanju minijaturnih crvotočina kroz hipotezu o “kvantnoj peni” i stabilne verzije istih kroz prizmu “tamne energije” na nivou plankove skale, velike crvotočine bi morale biti stvorene veštački za šta bi bila potrebna energija ekvivalentna onoj koja se oslobađa pri eksploziji supernove. Ovolika količina energije je nama nedostupna a pitanje je hoće li ikada i biti s obzirom da supernove predstavljaju najmoćniji izvor energije uporediv jedino sa velikim praskom. Moraćemo, dakle, da smislimo neki drugi način da pobedimo brzinu svetlosti i međugalaktička rastojanja.

Social Comments

Related Posts

Share This

0 Comments

Trackbacks/Pingbacks

  1. 5 dokaza da naš Univerzum uopšte ne postoji | Domino magazin - […] da se deformiše. Otprilike. Inače nauka je paradoks praznog svemira objasnila u takozvanom Kazimir efektu. Koji dokazuje da je…

Leave a Reply