真空零點能及其應用

1、真空零點能及其應用,0610206 何一卓,真空零點能的來由,現(xiàn)代科學認為真空并不意味著一無所有，真空是由正電子和負電子旋轉(zhuǎn)波包組成的系統(tǒng)。量子真空是一個非?；钴S的空間，它充滿時隱時現(xiàn)的粒子和在零點線值上漲落的能量場。零點能的設想來自量子力學中的海森堡測不準原理，即不能同時測得任意粒子的動量和位置。因此，當溫度降低到0K時，粒子仍會振動。綜上，在絕對零度的真空中，即傳統(tǒng)認為毫無能量的世界里，也是存在這能量的，這被叫做真空零點能

2、。,零點能的效應,一些人認為, 零點能來自所有各種類型的力場,包括電磁場、引力場和核力場, 并通過幾種方式表現(xiàn)出來。一種方式是蘭姆位移, 即受激原子發(fā)出的光的頻率的輕微改變; 另一種形式是電子和光學儀器中可紀錄到的一類特殊的不可避免的電平噪聲。最為明顯的是卡西米爾效應。,卡西米爾效應,1948年卡西米爾在波爾的指點下, 根據(jù)腔量子電動力學的理論成功利用零點能引出了卡西米爾力。卡西米爾效應的物理本質(zhì)就是由于各種導體表面的存在而引起自由

3、空間內(nèi)零點震蕩的變化, 進而導致該空間內(nèi)零點能的變化 ?？ㄎ髅谞栒J為, ，真空中充滿著各種波長的粒子。如在真空中采用兩塊靠得很近的金屬板，排除掉較長波長的光子，金屬板外較多的波(較多光子)就會使兩板有靠近的趨勢。而一旦它們靠得更近，兩者之間產(chǎn)生的吸力就會更強。當然，卡西米爾力是很微弱的，它不會比一顆塵埃落到極板上產(chǎn)生的壓強更大，但是，仍然有可能進行檢測。,1998年，美國Los Alamos國家實驗室的科學家Steven Lamore

4、aux最先實現(xiàn)了對卡西米爾作用力的測量。他的裝置比卡西米爾本人于1948年提出的設想復雜，由2根鍍金石英棒和1個鍍金球組成。安裝時它們十分靠近，所獲得的卡西米爾力使吊在金屬絲上的一根石英棒扭轉(zhuǎn)。Steven Lamoreaux測量了使石英棒恢復原狀的力，結(jié)果與卡西米爾理論相符，事實上只有5％ 誤差。,關于零點能不同的觀點,關于零點能的爭論有不同的觀點, 這些爭論形成了關于零點能的許多不同的學派。Mo ra y B. King總結(jié)出了如下

5、幾種:1. 量子物理是錯的。量子事件可以通過自場作經(jīng)典的解釋, 零點能不存在。2. 相對論是錯的。有一個類似于物質(zhì)的以太存在。3. 量子物理是對的, 但零點能只是理論上的產(chǎn)物, 并不真正存在。4. 零點能在物理上存在, 但太微弱, 不能作為真正的能源。5. 零點能在物理上表現(xiàn)為能量很高的漲落, 但無法提取, 因為它們是隨機地處處存在的。6. 零點能是開放非線性系統(tǒng)的混沌的表現(xiàn)。在一定條件下可以表現(xiàn)出自組織行為, 因而可以作為

6、能源。7. 零點能是來源于四維空間的電磁流的三維表現(xiàn)。它可以扭曲我們的三維空間, 從而改變時空度規(guī)?？梢蕴崛〕鰜碜鳛槟茉? 但這一過程改變了局部的引力、慣性和時間的進程。,提取真空零點能,大部分物理學家認為不能提取零點能, 因為零點能是一種隨機的電磁振蕩。根據(jù)熱力學第二定律, 是不能從隨機的電磁振蕩中提出能量的。而Mo ra y B. King 堅持認為零點能是可以提取的, 并在這方面做了大量的工作。King 認為, 在一定的條件

7、下, 由于撓場相干等原因, 可以使隨機的背景電磁場產(chǎn)生自組織, 從而提出零點能。并試圖利用這一理論解釋球形閃電、冷核聚變等現(xiàn)象。,一旦真空零點能可以被順利提取和轉(zhuǎn)化，能源危機將不再是問題。下面是一些初步的應用。,一種利用零點能的微型推進器設計,理論依據(jù)：兩平行導電金屬板之間Casimir力理想狀態(tài)下，相距d的兩平行導電金屬板之間的零點能為： 單位面積上的卡西米爾力為： 對于兩平行平面，如果兩板之間的距離從小間 距口變化到大間距b

8、時，那么卡西米爾力所做的功：,設計模型 在一塊金板上刻出一系列的矩形腔陣列作為推進器的基座，其可以沿光滑平面導軌做水平運動，在基座上距離為d。的地方放置圖示缸體，缸體中的平板活塞可以沿缸孔作上下運動。,工作過程如下：初始位置如上圖所示，此時矩形腔正對活塞，使得活塞在向上的卡西米爾力的作用下向上做加速運動，產(chǎn)生推力，卡西米爾力做正功，卡西米爾力減小為零時，通過微系統(tǒng)控制基座向左或向右水平移動￡。，此時活塞正對的是基座上的平面，活塞和

9、基座之間產(chǎn)生相互吸引的卡西米爾力，活塞向下加速運動，卡西米爾力還是做正功，當活塞到達下止點時，微系統(tǒng)控制基座向右或向左移動 。，完成一個行程周期，如此反復運動。,在此過程中，卡西米爾力做的功 上式兩項都為正，即在運動中卡西米爾力都是做正功，從而實現(xiàn)對零點能的有效提取。將這樣的推進器集成系統(tǒng)并聯(lián)到飛行器的動力裝置中可以作為輔助動力源，直接產(chǎn)生機械能，參與飛行器的動力補償甚至作為微型飛行器的動力源，也可以將微型推進器的活塞桿和壓電材料