Hva er negativ energi?

December 9  by Eliza

Mens mange vet "negativ energi" for å referere til den negative chi, negativ aura, eller på annen måte skadelig energi som en person avgir, har begrepet også en vitenskapelig definisjon. Basert på Heisenberg usikkerhet prinsippet, har negativ energi å gjøre med de iboende svingninger i energi som finnes i noe energi eller magnetfelt. Denne formen for "eksotisk materie" er en svært uforutsigbar kraft som har vist seg å eksistere innenfor midt i felt av null energi. Selv vanskelig å identifisere, er denne type energi spekulert å eksistere på randen av sorte hull, og har vært nevnt som en nødvendig forutsetning for tidsreiser av Stephen Hawking.

Konseptet med negativ energi ble foreslått av britisk fysiker Paul Adrien Maurice Dirac i 1928, som en komponent av Dirac-ligningen. Denne ligningen er designet for å være konsekvent til standarder for spesielle relativitetsteori. I denne ligningen, Dirac beskrev hvordan kvantetilstander av positiv energi vil bli motvirket av negativ energi. Vanligvis vil disse to typer energi balansere hverandre. Således er en negativ form for energi vanligvis ikke et observerbart fenomen. Imidlertid, i tilfelle av en ren vakuum, negative energitilstander vil bli uttrykt for alle atomer i vakuum, mens ingen positive energitilstander vil bli uttrykt. Dette konseptet er referert til som Dirac sjøen.

Teoretisk sett kan et hull utvikle seg i Dirac havet hvis en bortkommen gamma ray kolliderer med elektroner i en negativ tilstand av energi, og dermed konvertere den til et positivt ladet elektron. Et slikt hull i Dirac sjø ville oppføre seg på motsatt måte av den opprinnelige, negativt ladet elektron. Den nye positivt ladet elektron ville være et eksempel på anti. Derfor bør antimaterie ikke forveksles med en negativ tilstand av energi.

I 1948, den nederlandske fysikeren Hendrick Casimir spådd at en liten tiltrekningskraft kunne eksistere mellom to uladede, parallelle plater i et vakuum. Dersom platene skal hvile ekstremt nær hverandre, er negativ energi produseres ettersom antallet av elektromagnetiske bølger mellom de to platene blir mindre enn den omgivende rom. I hovedsak blir en negativ tilstand av energi til stede når de bølgelengder av partikler i en bestemt region av plass, er mindre enn hva som normalt kan måles.

Casimir spådommer har blitt observert i to separate eksperimenter. Det første eksperimentet fant sted i 1958, og ble overvåket av MJ Sparnaay. Det ga resultater som var i samsvar med Casimir teorier. Det andre eksperimentet, Steve K. Lamoreaux, ble utført i 1997. I stedet for å bruke to plater i forsøket, Lamoreaux sammenkoblet en enkelt plate med en annen plate som var en del av en nesten nøyaktig sfære. Dette eksperimentet også bekreftet Casimir spådommer. Mens negative tilstander av energi ikke kan være observerbar, har de vist seg både teoretisk og ved hjelp av forsøk.

  • Negativ energi antas å eksistere på randen av sorte hull.
  • Stephen Hawking hevder negativ energi vil være nødvendig for tidsreiser.