Was ist negative Energie?

Während viele negative Energie kennen, um sich auf die negative Chi, die negative Aura oder die auf andere Weise schädliche Energie zu beziehen, die eine Person abgibt, hat der Begriff auch eine wissenschaftliche Definition.Basierend auf dem Heisenberg -Unsicherheitsprinzip hat negative Energie mit den inhärenten Energieschwankungen zu tun, die in jedem Energie- oder Magnetfeld existieren.Diese Form exotischer Materie ist eine äußerst unvorhersehbare Kraft, die sich in der Mitte der Felder mit Null -Energie nachgewiesen hat.Obwohl es schwer zu identifizieren ist, wird diese Art von Energie am Rande der schwarzen Löcher spekuliert und als notwendige Voraussetzung für die Zeitreisen von Stephen Hawking angeführt.

Das Konzept der negativen Energie wurde vom britischen Physiker Paul Adrien Maurice vorgeschlagenDirac im Jahr 1928 als Bestandteil der Dirac -Gleichung.Diese Gleichung wurde so konzipiert, dass sie den Standards der besonderen Relativitätstheorie konsistent entspricht.In dieser Gleichung beschrieb Dirac, wie Quantenzustände positiver Energie durch negative Energie ausgeglichen werden würden.Im Allgemeinen werden sich diese beiden Arten von Energie gegenseitig ausgleichen.Eine negative Energieform ist daher normalerweise kein beobachtbares Phänomen.Im Fall eines reinen Vakuums werden jedoch negative Energiezustände für alle Atome im Vakuum ausgedrückt, während keine positiven Energiezustände ausgedrückt werden.Dieses Konzept wird als Dirac Sea bezeichnet.

Theoretisch kann sich ein Loch im Dirac-Meer entwickeln, wenn ein streunender Gammastrahlen mit Elektronen in einem negativen Energiezustand kollidiert und so in ein positiv geladenes Elektron umgewandelt wird.Ein solches Loch im Dirac Sea würde sich in der entgegengesetzten Art des ursprünglichen, negativ aufgeladenen Elektrons verhalten.Das neue positiv geladene Elektron wäre ein Beispiel für Antimaterie.Daher sollte Antimaterie nicht mit einem negativen Energiezustand verwechselt sein.Sollten die Platten extrem nahe beieinander ruhen, wird negative Energie erzeugt, da die Anzahl der elektromagnetischen Wellen zwischen den beiden Platten geringer ist als die des umgebenden Raums.Im Wesentlichen wird ein negativer Energiezustand vorhanden, wenn die Wellenlängen von Partikeln in einem bestimmten Raumbereich geringer sind als normalerweise gemessen werden.

Casimirs Vorhersagen wurden in zwei getrennten Experimenten beobachtet.Das erste Experiment trat 1958 auf und wurde von M. J. Sparnaay überwacht.Es führte zu Ergebnissen, die mit den Theorien von Casimirs übereinstimmten.Das zweite Experiment von Steve K. Lamoreaux wurde 1997 durchgeführt. Anstatt zwei Platten im Experiment zu verwenden, kombinierte Lamoreaux eine einzelne Platte mit einer anderen Platte, die Teil einer nahezu prezischen Kugel war.Dieses Experiment bestätigte auch Casimirs Vorhersagen.Während negative Energiezustände möglicherweise nicht beobachtbar sind, wurden sie sowohl theoretisch als auch mittels Experiment nachweislich erwiesen.