نیروی خلأ-صفر (Zero-Point Vacuum Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی خلأ-صفر (Zero-Point Vacuum Force) :
نیروی خلأ-صفر مفهومی است که به نیروهای ناشی از انرژی نقطه صفر (Zero-Point Energy) میدان های کوانتومی در خلأ اشاره دارد. بر اساس مکانیک کوانتومی، حتی در دمای صفر مطلق، نوسانات خلأ (Vacuum Fluctuations) وجود دارند و میدان ها دارای انرژی حداقلی (انرژی نقطه صفر) هستند.
نیروی کاسیمیر (Casimir Force) که قبلا توضیح داده شد، مشهورترین مثال از نیروی خلأ-صفر است. اما اشکال دیگری نیز وجود دارد: 1. نیروی کاسیمیر دینامیکی (Dynamical Casimir Effect): اگر یک آینه با شتاب بسیار بالا در خلأ حرکت کند، می تواند نوسانات خلأ را به فوتون های واقعی تبدیل کند. نیروی مقاومتی که در برابر این شتاب به آینه وارد می شود، نوعی نیروی خلأ-صفر است. 2. نیروی لامب شیفت (Lamb Shift Force): برهم کنش الکترون با نوسانات خلأ باعث جابجایی جزئی سطوح انرژی در اتم ها می شود (لامب شیفت). این اثر را می توان به عنوان یک نیروی مؤثر از جانب خلأ بر الکترون در نظر گرفت. 3. نیروی خلأ در فضا-زمان خمیده: در نزدیکی سیاه چاله ها یا در جهان اولیه، میدان های گرانشی قوی می توانند بر نوسانات خلأ تأثیر بگذارند و نیروهای جدیدی ایجاد کنند. تابش هاوکینگ نمونه ای از این پدیده است.
چگالی انرژی نقطه صفر (
\[ \rho_{ZP} \]) در خلأ به صورت زیر تخمین زده می شود:
\[ \rho_{ZP} = \frac{\hbar}{2} \int \frac{d^3k}{(2\pi)^3} \omega_k \]این انتگرال واگرا است (به بی نهایت می رود)، که یکی از بزرگترین مسائل حل نشده در فیزیک نظری است (مسئله ثابت کیهانی (Cosmological Constant Problem)). نیروهای خلأ-صفر در مقیاس های میکروسکوپی قابل اندازه گیری هستند، اما درک کامل آنها نیازمند نظریه ای یکپارچه از گرانش کوانتومی است.
