sciencetalk

Waarom bestaat lege ruimte niet volgens de kwantumvelden theorie?

Voortdurend treedt creatie op van deeltjes met hun antideeltje.

Ze bestaan kortstondig en annihileren weer.

Neutra schreef:Voortdurend treedt creatie op van deeltjes met hun antideeltje.

Ze bestaan kortstondig en annihileren weer.

Dit wil niet zeggen dat dit overal in elk punt van de ruimte gebeurt op elk moment.

Mijn vraag wil zeggen dat er nooit lege plekken(geen energie aanwezig) in de ruimte kunnen zijn. In jouw antwoord zou men ook kunnen vragen waar die virtuele deeltjes (niet waarneembaar, hun effecten wel waarneembaar) vandaan komen.

Ik ken er de details niet van, maar ik wil een poging doen om het te proberen verduidelijken.

Je vraag is gerelateerd aan het concept nulpuntenergie. Om een verklaring te bieden, vertrekken we van het onzekerheidsprincipe van Heisenberg.

Ik quote even, omdat ik het zelf niet beter zou kunnen zeggen:

Roughly speaking, the uncertainty principle states that complementary variables (such as a particle's position and momentum, or a field's value and derivative at a point in space) cannot simultaneously be defined precisely by any given quantum state.

Als je hier even over nadenkt, dan zie je dat een deeltje (ik zou beter zeggen partikel, want ik bedoel niet noodzakelijk een deeltje als tegenhanger van golf), niet kan 'stilzitten' zonder enige vorm van potentiële energie, vermits je dan zowel zijn plaats én impuls precies kent. Er moet dus - ook voor de laagst-mogelijke energietoestand - een verdeling zijn van de variabelen plaats en impuls, wat impliceert dat ook die laagste-energietoestand een energie moet hebben die groter is dan het lokale potentiële energieminimum.

Om nu het verband te leggen met je vraag over kwantumveldentheorie: daar wordt een kwantumveld op elk ruimte- en tijdpunt voorgesteld door een kwantum-harmonische oscillator (zie hier ). Tussen elk van die punten bestaat er interactie, en elke oscillator wordt gekenmerkt door .

Op die manier komen we tot het besluit dat ruimte nergens leeg is, omdat er overal, in tijd en ruimte, kwantum harmonische oscillatoren bevinden gekenmerkt door een energie groter dan 0.

Aanvullingen of correcties welkom!

Ik zie het zo:

Lege ruimte betekent dat de waarde van het veld er juist nul is.

Het onzekerheidsbeginsel van Heisenberg laat niet toe dat de waarde van het veld en het veranderingstempo van het veld precies nul zijn. Dus de ruimte is niet leeg.

Daar komt het inderdaad op neer.