Ništa koje ima potencijal biti bilo što

Nedavni primjer je bio objavljen 2025 od strane istraživača u European X-Ray Free-Electron Laser Facility blizu Hamburga, između ostalih institucija. Ohladili su jodopiridin, organsku molekulu koja se sastoji od 11 atoma, gotovo do apsolutne nule i udarili ga laserskim pulsom kako bi razbili njegove atomske veze. Tim je otkrio da su kretanja oslobođenih atoma povezana, što ukazuje da je, unatoč ohlađenom stanju, molekula jodopiridina vibrirala. “To u početku nije bio glavni cilj eksperimenta”, rekao je Rebecca Bolleksperimentalni fizičar u ustanovi. “To je zapravo nešto što smo pronašli.”

Možda je najpoznatiji učinak energije nulte točke u polju predvidio Hendrick Casimir 1948., zamijećen 1958. i definitivno uočen 1997. Dvije ploče od električki nenabijenog materijala — koje je Casimir zamislio kao paralelne metalne ploče, iako će to učiniti i drugi oblici i tvari — djeluju silom jedna na drugu. Casimir je rekao da bi ploče djelovale kao neka vrsta giljotine za elektromagnetsko polje, odsijecajući oscilacije dugih valnih duljina na način koji bi iskrivio energiju nulte točke. Prema najprihvaćenijem objašnjenju, u nekom smislu, energija izvan ploča veća je od energije između ploča, razlika koja privlači ploče.

Teoretičari kvantnog polja obično opisuju polja kao skup oscilatora, od kojih svaki ima vlastitu energiju nulte točke. Postoji beskonačan broj oscilatora u polju, pa bi polje trebalo sadržavati beskonačnu količinu energije nulte točke. Kada su fizičari to shvatili 1930-ih i 40-ih godina, isprva su sumnjali u teoriju, ali su se ubrzo pomirili s beskonačnostima. U fizici – ili u svakom slučaju u većini fizike – energetske razlike su ono što je stvarno važno, a uz oprez fizičari mogu oduzmi jednu beskonačnost od druge da vidiš što je ostalo.

To, međutim, ne funkcionira za gravitaciju. Već 1946. Wolfgang Pauli je shvatio da bi beskonačna ili barem golema količina energije nulte točke trebala stvoriti gravitacijsko polje dovoljno snažno da eksplodira svemir. “Svi oblici energije gravitiraju”, rekao je Sean Carrollfizičar na Sveučilištu Johns Hopkins. “To uključuje energiju vakuuma, tako da je ne možete zanemariti.” Zašto ta energija ostaje gravitacijski prigušena još uvijek mistificira fizičare.

U kvantnoj fizici, energija nulte točke vakuuma je više od stalnog izazova i više od razloga zašto nikada ne možete istinski isprazniti kutiju. Umjesto da bude nešto gdje ne bi trebalo biti ništa, to je ništa prožeto potencijalom da bude bilo što.

“Zanimljiva stvar kod vakuuma je to što je svako polje, a time i svaka čestica, na neki način predstavljena”, rekao je Milonni. Čak i ako nema niti jednog elektrona, vakuum sadrži “elektronstvo”. Energija nulte točke vakuuma kombinirani je učinak svih mogućih oblika materije, uključujući i one koje tek trebamo otkriti.

Izvorna priča ponovno tiskano uz dopuštenje od Časopis Quantaurednički neovisna publikacija Zaklada Simons čija je misija poboljšati javno razumijevanje znanosti pokrivajući razvoj istraživanja i trendove u matematici te fizikalnim i životnim znanostima.