Usuari:Mcapdevila/Buit quàntic

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

A la Teoria quàntica de camps, el buit quàntic (també anomenat el buit ) és l'estat quàntic amb la menor energia possible. Generalment no conté partícules físiques. El terme "Energia del punt zero" és usat ocasionalment com a sinònim per al buit quàntic d'un determinat camp quàntic.

D'acord amb el que s'entén actualment per buit quàntic o "estat de buit", aquest "no és des de cap punt de vista un simple espai buit". [1], i una altra: "és un error pensar en qualsevol buit físic com un absolut espai buit." [2] D'acord amb la mecànica quàntica, el buit quàntic no està veritablement buit sinó que conté ones electromagnètiques fluctuants i partícules que salten dins i fora de l'existència. [3] [4] [5]

Segons les modernes teories de les partícules elementals, el buit és un objecte físic, es pot carregar d'energia i es pot convertir en diversos estats diferents. Dins de la seva terminologia, els físics parlen de buits diferents. El tipus de partícules elementals, la seva massa i les seves interaccions estan determinats pel buit subjacent. La relació entre les partícules i el buit és similar a la relació entre les ones del so i la matèria per la qual es propaguen. Els tipus d'ones i la velocitat a la qual viatgen varia depenent del material.

Nosaltres vivim en el buit de menor energia, el buit veritable. Els físics han fet apilament de molts coneixements sobre les partícules que habiten aquest tipus de buit i les forces que actuen entre elles, és a dir, la força nuclear forta, la força nuclear feble i la força electromagnètica. En altres buits, les propietats de les partícules elementals poden ser molt diferents. No sabem quants tipus de buit existeixen, però la física de partícules suggereix que, a part del nostre, el buit veritable, hi ha almenys dos més i en tots dos, ni entre les pròpies partícules ni en les interaccions hi ha tanta simetria i diversitat.

El primer d'aquests buits és el buit electrodèbil. En ell, les interaccions electromagnètica i feble posseeixen la mateixa força i es manifesten com a parts d'una sola força unificada. En aquest buit, els electrons tenen una massa igual a zero i no se'ls pot distingir dels neutrins. Es mouen a la velocitat de la llum i no es vinculen a cap nucli per formar àtoms. En aquestes condicions, és clar, aquest no pot ser el tipus de buit en el qual vivim. L'altre buit és el que postula la teoria de gran unificació. En ell, els tres tipus d'interaccions entre les partícules estan unificades en un estat simètric on els neutrins, els electrons i els quarks són intercanviables. Es pot dir gairebé amb tota certesa que el buit electrodèbil existeix, però aquest altre buit és més especulatiu. Les teories que prediuen la seva existència són molt atractives, però requeririen d'energies extraordinàriament elevades de les quals hi ha indicis escassos i molt indirectes. Cada centímetre cúbic del buit electrodèbil conté una gran energia i, gràcies a la relació massa-energia d'Einstein, una enorme massa d'aproximadament deu milions de bilions de tones (1019, més o menys, la massa de la Lluna). El buit unificat tindria la sorprenent densitat de 1048 tones per centímetre cúbic. No cal aclarir que aquests buits mai s'han sintetitzat en cap laboratori perquè per això es requeririen energies que excedeixen de molt la capacitat tècnica dels laboratoris actuals. Per comparació amb aquestes enormes energies, la del buit veritable, normal, és minúscula. Durant molt temps es va pensar que era exactament igual a zero, però observacions recents indiquen que el nostre buit té una petita energia positiva equivalent a la massa de tres àtoms d'hidrogen per metre cúbic. Dels buits d'elevades energies es diu que són falsos - a diferència del nostre buit, que és el veritable - perquè són inestables. Al cap d'un període de temps molt breu - normalment una fracció de segon -, un buit fals es descompon i es converteix en un buit veritable i el seu excés d'energia es transforma en una bola de foc de partícules elementals.

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Mcapdevila/Buit quàntic
  1. Astrid Lambrecht (Hartmut Figger, Dieter Meschede, Claus Zimmermann Eds.). Observing mechanical dissipation in the quantum vacuum: an experimental challenge; in Laser physics at the limits . Berlin/New York: Springer, 2002, p. 197. ISBN 3540424180. 
  2. Christopher Ray. Time, space and philosophy. London/New York: Routledge, 1991, p. Chapter 10, p. 205. ISBN 0415032210. 
  3. AIP Physics News Update, 1996
  4. Physical Review Focus Dec 1998
  5. Walter Dittrich & Gies H. Probing the quantum vacuum: perturbative effective action approach. Berlin: Springer, 2000. ISBN 3540674284.