casimireffect en licht

[always]

Tijdens het casimireffect ontstaat er een ruimte waar geen vacuumenergie is. Maar kon door die spleet nog licht doorheen? Maw, licht kan reizen door het vacuum en behoeft geen drager maar als ook het vacuumenergie weg is kan het licht dan ook reizen; geeft dat helemaal geen wijziging van de lichtstraal?

[descheleschilder]

Het is niet zo dat er tussen de platen geen vacuümenergie aanwezig is, maar negatieve energie. Bepaalde vacuümtoestanden worden uitgesloten, zodat de energie tussen de platen minder wordt en er negatieve (exotische) energie ontstaat, die gebruikt zou kunnen worden om een eventueel (volgens mij niet bestaand) wormgat zo groot te laten worden dat we erdoorheen zouden kunnen en een tijdmachine zouden kunnen maken, of in bepaalde voorstellen voor warpdrive. Het kost echter enorm veel energie om die exotische materie te fabriceren. Deze negatieve energie was heel groot ten tijde rondom de Grote Knal, aangezien er toen een klein volume aan ruimte aanwezig was  en zou misschien de aanleiding voor inflatie hebben kunnen zijn.
Wat betreft fotonen die door zo´n regio met negatieve energie reizen: virtuele deeltjes beïnvloeden de beweging van fotonen niet. Dus ook niet als daar minder van zijn. Wel kan een foton met voldoende energie een virtueel deeltje-antideeltje-paar promoveren tot reële deeltjes, zoals bijvoorbeeld een quark-anti-quark paar.

[physicalattraction]

Ik zou niet willen zeggen dat er geen vacuümenergie is tussen de platen. Wat je wel kan zeggen is het volgende. In vacuüm zullen er door kwantumfluctuaties altijd virtuele deeltjes ontstaan en weer opgaan in het niets. We beschouwen hier virtuele fotonen. Tussen de platen zullen er minder (niet nul!) virtuele fotonen zijn, want de golflengte moet precies tussen de twee platen in passen. Dit leidt tot een aantrekkende kracht tussen de twee platen, zie Wikipedia voor een uitleg hoe dit werkt.

 

Er zullen echter ook minder virtuele elektron-positron paren gevormd worden, met dezelfde reden. Naar mijn beste weten kunnen fotonen ook met virtuele deeltjes een interactie aangaan, maar ik heb hier geen bron voor. In dat geval zou licht dus minder interactie ondervonden. Wat dit betekent voor het foton weet ik niet, daar ik niet kan voorspellen wat de interactie met virtuele deeltjes nu precies doet.

 

Ik zie echter nog een praktisch bezwaar voor het meten hier van. Om het Casimir effect te kunnen waarnemen, moeten de platen erg dicht bij elkaar staan (enkele nm). Hoe krijg je een lichtstraal door zo een nauwe spleet?

 

Negatieve energie, wormgat, tijdmachine, exotische materie, Grote Knal, inflatie...

Wow! Het gaat hier over het Casimir effect, dan lijkt me een bericht over negatieve energie, exotische materie, inflatie, wormgaten en tijdreizen een beetje over de top! Heb je een bron voor die "negatieve energie", want daar heb ik nog nooit een wetenschappelijk betrouwbaar iemand over horen praten.

[descheleschilder]

Negatieve energie (de naam ``exotische materie`` wordt er ook wel voor gebruikt, maar die wordt ook voor andere soorten materie zoals bijvoorbeeld WIMPS, donkere materie en donkere energie gebruikt) is de naam voor de toestand van het vacuüm waaruit een deel van de nulpuntfluctuaties is verwijderd (op wat voor manier dan ook, waarvan het Casimir effect er een van is; in het laatste geval is de hoeveelheid negatieve energie enorm klein). Kijk eens in een zoekmachine (dan kan je het beste ``negative mass`` invullen want bij ``negatieve energie``  krijg je veel zweverige praatjes over hoe negatieve energie uit je huis te verwijderen, voornamelijk geliefd bij vrouwen). Deze materie heeft een (dat moge duidelijk zijn) uitdijing van de ruimtetijd tot gevolg, en nog veel andere vreemde eigenschappen.
Om op fotonen tussen de twee zich heel dicht bij elkaar bevindende platen terug te komen, deze zullen niet sneller gaan bewegen (omdat er minder interacties plaatsvinden tussen de fotonen en geladen virtuele deeltje-antideeltje-paren). Stel dat een heel, heel, heel kort bestaand virtueel elektrisch geladen virtueel paar een foton absorbeert en vóórdat het het foton weer kan worden uitgezonden het paar alweer is verdwenen. Dan verdwijnt er dus energie, hetgeen niet mogelijk is. Het vacuüm is niet een soort van Higgs-veld dat (dat overigens in de verklaring voor massa, massa gebruikt, hetgeen een soort van vicieuze cirkel impliceert, of een soort van kip-ei situatie; in een video op youtube, ``Demystifying the Higgs boson``, laat Leonard Susskind op heel verhelderende manier zien hoe het Higgs mechanisme werkt en het Higgs-veld daaruit ontstaat, maar tegen het eind van de video vertelt hij het kleine publiek dat er bij het verval van het deeltje onverklaarbare, niet door de theorie voorziene, gebeurtenissen gaande zijn, hetgeen toch weer enige twijfel zaait over de vraag of het wel echt een Higgs-deeltje is dat is waargenomen), dat een zodanige invloed op het foton heeft dat het een massa krijgt (wat het geval zou zijn als het trager dan een grotere lichtsnelheid zou gaan bewegen). C blijft gewoon c.
Overigens heeft het vacuüm wel invloed op bijvoorbeeld een elektron, even voor het gemak bewegend met een constante snelheid. Het elektron maakt een ``jitter`` beweging (t.o.v. de constante snelheid een heel klein effect, maar toch), door zijn interactie met de virtuele deeltjesparen.

[physicalattraction]

Opmerking moderator

Discussie over energiebehoud afgesplitst naar eigen topic.