量子真空零點能:真空不空,負能電子海,從虛空溢出物質粒子

2020-12-03 自然科學之玄學原理

文/樸道玄燈

真空中的粒子:空間振蕩和量子漲落

粒子包括光子,是真空的激發態,真空是粒子包括光子的基本態,這是量子力學實驗證實的能量與真空的關係。

雙縫實驗:電子的波粒二象性

狄拉克對電子的行為研究後,發現了電子的波粒二象性,開始從物理意義的角度研究真空,發現真空量子態的物理規律。

狄拉克把相對論引入量子力學

按照愛因斯坦相對論,能量和動量滿足以下關係

相對論粒子的能量與動量關係式

E表示粒子的能量,p表示粒子動量,m0表示粒子靜質量,c是三維空間真空中的光速。

真空的兩種能態:正能態和負能態
「真空電子海」中的能態禁區

相對論粒子有正負兩種能態,正能態有個下限+m0c^2,負能態有上限－m0c^2,上下限之間有一個2m0c^2的能態禁區,任何粒子都不能出現在這個禁區中。

量子真空電子海

真空中沒有正能態粒子,一般情形是被負能態粒子充盈其中。狄拉克把能態的這種分布情形稱為「負能電子海」。在禁區上方的正能態粒子不會踏進負能區,這樣保證了自然世界中的實物電子的穩定,負能態的電子如果「吃」了至少2m0c^2的能量餐,就會跨過能態禁區,躍遷進入正能態,於是正能區出現了一個正能態電子,而負能區少了一個負能態電子,真空出現「電子空穴」對,空穴就是反電子,相當於正能態電子。反粒子陸續被實驗發現證實存在。

真空的能量:電子海存在n個粒子

狄拉克的發現證明「真空不空」,在普朗克尺度下存在量子漲落存在最基本態的零點能。

真空不空:無物虛空基本態時存在零點能

n為0或正整數,當n=0時,真空不存在物質及粒子,但還存在最少的能量,叫「零點能」,h是普朗克常數,ν是空間能量波動時的振動頻率,零點能的存在,說明真空並不寧靜死寂,充滿了頻率振蕩和能量漲落,不停地有粒子和反粒子瞬間剎那出現又剎那湮滅消失,正反相互轉化,出現真空極化現象,形成複雜多變的真空結構。

真空激發態:零點能凝聚物質

在五維時空中,長寬高的三維空間作為質量維,捲縮於三維空間的第四維作為能量維,時間作為單獨的第五維,物體的質量從三維轉化為第四維變成能量,融化復歸於真空,真空回到凝聚物質最少時的基本態,當能量從捲縮的第四維溢出到三維空間的質量維,從虛空憑空凝聚出物質,「結氣成形」,這種溢出凝聚出物質的情形,叫真空激發態。

捲縮在三維空間的第四維:能量維

微觀尺度的真空量子態對宏觀世界物質存在的影響,神奇玄幻,美妙不可思議。

相關焦點

  • 零點漲落無中生有,暗藏能量真空不空
    實際上，沒有物質、能量，空無一物的環境是很難達到的。就物理理論而言，那也是一種不可企及的狀態。真空的定義隨著理論的發展而變化，量子場論中引進了粒子數算符以及生成湮滅算符等，真空的定義便「進化」為 「在任何湮滅算符作用下都得到基態」的一種量子態。也就是說，真空態的各種粒子數都已經降到最小值0。
  • 狄拉克之海與真空零點能
    粒子的產生源於場的激發，這些虛粒子的產生，也是從真空中借來了能量，從而導致場被激發出來，然後又在瞬間湮滅，將能量又還給了真空。目前的理論認為真空中不斷的有各種虛粒子對的產生，湮滅和相互轉化的現象，也就是所謂的真空漲落，也被稱為量子場漲落或量子真空漲落。
  • 真空零點能
    對卡西米爾力（Casimir force，一種由於真空零點電磁漲落產生的作用力）的精確測量，證實了這一物理現象。現代科學認為真空並不意味著一無所有，真空是由正電子和負電子旋轉波包組成的系統。而與這種現象伴生的能量，被稱為零點能，也就是說，即使在絕對零度，這種真空活性仍然保持著。
  • 量子真空零點能與全息宇宙
    菲頓是相互嵌入的，其自旋是反向的，因此整個系統不僅是電中性的，而且自旋和磁矩都獲得補償，並充滿著各種各樣的動態量子過程，這種過程的動態能量可以作為工業能源、未來星際航行能源以及家庭生活等諸多領域的能源。量子真空是一個非常活躍的空間，它充滿時隱時現的粒子和在零點線值上漲落的能量場。而與這種現象伴生的能量，被稱為零點能，也就是說，即使在絕對零度，這種真空活性仍然保持著。
  • 迪拉克之海:量子真空負能量的粒子海
    迪拉克之海簡單說就是量子真空的零點能組成的負能量的粒子海。
  • 真空不空，真空裡到底有什麼？
    古希臘哲學家德謨克利特認為所有的物質都是由原子組成，原子之外就是虛空。1930年，狄拉克提出真空是充滿了負能態的電子海。最後現代量子場論的觀點認為：真空是沒有任何場量子被激發的狀態，或者說真空是量子場系統的基態。
  • 什麼是真空零點能?1立方釐米真空蘊藏的能量真比整個宇宙還多?
    其中一個猜想就認為，EmDrive可能是無意中利用了真空中的量子漲落，使用了神秘的真空零點能，產生虛粒子來推動引擎前進的。那麼什麼是真空零點能呢？真空零點能是量子力學中描述的物理系統固有的最低能量，即使在絕對零度條件下依然存在，這種能量無法從系統中移除。
  • 什麼是真空零點能?1立方釐米真空蘊藏的能量真的比整個宇宙還多?
    其中一個猜想就認為，EmDrive可能是無意中利用了真空中的量子漲落，使用了神秘的真空零點能，產生虛粒子來推動引擎前進的。那麼什麼是真空零點能呢？真空零點能是量子力學中描述的物理系統固有的最低能量，即使在絕對零度條件下依然存在，這種能量無法從系統中移除。
  • 宇宙真空零點能(Zero point energy)
    真空零點能（Zero point energy） 　理論公式量子理論預示，真空中蘊藏著巨大的本底能量， 它在絕對零度條件下仍然存在， 稱為真空零點能。對卡西米爾（Casimir）力（一種由於真空零點電磁漲落產生的作用力）的精確測量，證實了這一物理現象。
  • 真空不空,為什麼不存在絕對真空呢?
    但是，狄拉克方程有一個非常詭異的解，就是可能存在「負能量」的電子（可不是電荷為負的電子）。如何理解負能量的電子呢？結合「泡利不相容」原理，狄拉克認為：真空可以看成是一片填滿了負能量狀態電子的大海，這就是狄拉克之海。
  • 超越核聚變和反物質的「真空零點能」有多強大?
    「真空」是一個物理學概念，這個詞表達的意思是「空無一物」，也就是沒有任何物質的虛無，理論上來說，一片空間中不存在任何粒子的時候，這片空間就處於真空狀態，但是在量子理論問世後，科學家發現宇宙中不存在「絕對真空」，任何一片空間中都在進行著人類觀察不到的「量子漲落」。
  • 「真空零點能」有多強大?超越核聚變和反物質
    」是一個物理學概念，這個詞表達的意思是「空無一物」，也就是沒有任何物質的虛無，理論上來說，一片空間中不存在任何粒子的時候，這片空間就處於真空狀態，但是在量子理論問世後，科學家發現宇宙中不存在「絕對真空」，任何一片空間中都在進行著人類觀察不到的「量子漲落」。
  • 神秘的撓場與真空零點能
    （11）真空作為現代物理的核心結構，研究真空是全面理解各種自然力的一把鑰匙。（12）現代科學認為真空並不意味著一無所有，真空是由正電子和負電子旋轉波包組成的系統，有些俄羅斯科學家把這種波包被稱為菲頓（Phyton）。
  • 真空真的是空的嗎?
    零點漲落無中生有，暗藏能量真空不空圖1：真空不空撰文 | 張天蓉責編 | 寧 茜 呂浩然「真空」是什麼？然而，根據量子物理中的不確定性原理，即使沒有粒子、沒有輻射，也仍然會存在量子漲落。或者說，沒有什麼真空，因為真空不空！零點能（Zero point energy）真空不空與零點能量的概念有關聯。零點能原意指的是量子系統處於基態（絕對零度）時所擁有的能量。
  • 真空質心場源:引力還是斥力,取決於真空零點能調節基本態與激發態
    微觀真空中各粒子微塵作為隨機不確定的「散兵遊勇」,被收編整合統一成平衡有序的宏觀「集團軍」,具有宏觀世界的結構功能系統。真空零點能:「空無一物」但不是無能而真空始終擁有零點能,始終要保持「空無一物」的基本態,總要把有形物質融化復歸於無形
  • 光與真空相互作用會徹底轉化為電子?完全可以!
    玻色子是一種自旋為整數的基本粒子，它們在統計性質上服從玻色-愛因斯坦統計。費米子服從費米-狄拉克統計，自旋為半整數，我們能觸摸到的物質世界就是由費米子組成的。在這個基礎之上，狄拉克進一步假定，電子之所以不能向負能態躍遷，實際上是因為宇宙真空中無數個負能態都被我們觀察不到的電子對（狄拉克電子海）填滿了，這些填滿負能態的電子因為泡利不相容原理而禁止任何正能態的粒子掉進負能態中。
  • 真空中有什麼?最後一種或能終結宇宙!
    很多時候，真空被認為是什麼東西都沒有，沒有空氣，沒有水，沒有一切事物。但事實上，真空並非完全虛空，其中還可能存在十分危險的東西。在宇宙中，只有太空才是最為接近真空的狀態。根據量子力學，真空中還存在著量子漲落，或者說狄拉克之海。狄拉克預言，真空中會隨機出現大量成對的虛粒子，例如，電子和正電子，它們很快就會互相碰撞，湮滅而消失。虛粒子對從真空中借走了能量，它們湮滅之後又會把能量還給真空。那麼，如何驗證真空漲落現象呢？
  • 聲音也能通過真空傳播?你的物理書又該改寫了
    但是，在量子世界裡，沒有任何事情是理所應當的。那麼，真空裡到底有什麼？這和聲音在真空中傳播有什麼關係？別急，我們馬上就來說一說關於「真空不空」的故事。在這個故事裡，我們將會看到，真空裡的東西不但能傳播聲音，還是讓壁虎能夠趴在牆上的原因，更是大名鼎鼎的霍金輻射的源頭。
  • 真空裡有什麼？眾說紛紜，答案莫衷一是？
    今天看來，在地球上進行的邁克耳孫—莫雷實驗就不符合驗證「以太」存在與否的實驗條件：地球及其周圍充滿物質粒子，也不是純純的真空呀！怎麼能說邁克耳孫—莫雷實驗否定了「以太」的存在呢？其實，1634年馬德堡市長奧託·馮·格裡克做的著名的馬德堡半球實驗已經證明：在地球上，物質的世界裡不存在真空，當然真空裡也就不存在「以太」這種物質。但是，如果「以太」是暗物質或者是非物質呢？
  • 在原子裡面,原子核和電子之間是絕對真空嗎?為什麼?
    二，現代科學證明物理概念上的絕對真空不空，裡面充滿了各種粒子，包括虛光子和能量。真空是一個物理現象，指在給定的空間內低於一個大氣壓的氣體狀態。真空是個相對概念，宇宙太空中空間真空度很高，但也不是沒有一點物質，每立方米含一個氫原子或分子。