4:30 ص
فيزياء الكم
الطاقة هي الكمية التي يجب أن تكون إيجابية دائمًا - على الأقل هذا ما يخبرنا به حدسنا. إذا تمت إزالة كل جسيم واحد من حجم معين حتى لا يتبقى شيء يمكن أن يحمل طاقة ، فقد تم الوصول إلى حد معين. أم لديها؟ هل لا يزال من الممكن استخراج الطاقة حتى من المساحة الفارغة؟
أظهرت الفيزياء الكمومية مرارًا وتكرارًا أنها تتعارض مع حدسنا ، وهذا صحيح أيضًا في هذه الحالة. في ظل ظروف معينة ، يُسمح باستخدام الطاقات السلبية ، على الأقل في نطاق معين من المكان والزمان. قام فريق بحث دولي في TU Vienna ، وجامعة Libre de Bruxelles (بلجيكا) و IIT Kanpur (الهند) بالتحقيق في مدى إمكانية استخدام الطاقة السلبية. اتضح أنه بغض النظر عن النظريات الكمية التي يتم النظر فيها ، بغض النظر عن التماثلات التي يفترض أن تحمل في الكون ، هناك دائمًا حدود معينة للطاقة "المستعارة". على المستوى المحلي ، يمكن أن تكون الطاقة أقل من الصفر ، ولكن مثل الأموال المقترضة من أحد البنوك ، يجب "سداد" هذه الطاقة في النهاية.
الجاذبية البغيضة
يقول البروفيسور دانييل جروميلر من معهد الفيزياء النظرية بجامعة TU Wien (فيينا): "في نظرية النسبية العامة ، نفترض عادة أن الطاقة أكبر من الصفر ، في جميع الأوقات وفي كل مكان في الكون". هذا له تأثير مهم على الجاذبية: ترتبط الطاقة بالكتلة عبر الصيغة E = mc². ومن ثم ، فإن الطاقة السلبية تعني أيضًا الكتلة السلبية. تجذب الجماهير الإيجابية بعضها البعض ، ولكن مع الكتلة السلبية ، يمكن أن تصبح الجاذبية فجأة قوة بغيضة.
نظرية الكم ، ومع ذلك ، يسمح الطاقة السلبية. يقول دانييل جروميلر: "وفقًا للفيزياء الكمومية ، من الممكن اقتراض الطاقة من فراغ في مكان معين ، مثل المال من أحد البنوك". "لفترة طويلة ، لم نكن نتحدث الآن عن الحد الأقصى لمقدار هذا النوع من ائتمان الطاقة وبشأن أسعار الفائدة المحتملة التي يجب دفعها. هناك افتراضات مختلفة حول هذه" الفائدة "(المعروفة في الأدبيات باسم" الفائدة الكمية ") تم نشره ، ولكن لم يتم التوصل إلى نتيجة شاملة.
إن ما يسمى ب "حالة الطاقة الخالية من الكميات" (QNEC) ، والتي تم إثباتها في عام 2017 ، تنص على حدود معينة لـ "استعارة" الطاقة عن طريق ربط نظرية النسبية والفيزياء الكمومية: وبالتالي ، يُسمح باستخدام طاقة أصغر من الصفر ، ولكن فقط في مجموعة معينة وفقط لبعض الوقت. كم من الطاقة يمكن أن يكون
يعتمد الاقتراض من الفراغ قبل استنفاد حد الائتمان النشط على كمية مادية كمية ، أو ما يسمى إنتروبياشن.
يقول دانييل جروميلر: "بمعنى ما ، فإن الانترانوب التشابك هو مقياس لمدى قوة سلوك النظام الذي تحكمه فيزياء الكم". "إذا لعب التشابك الكمي دورًا مهمًا في نقطة ما من الفضاء ، على سبيل المثال على مقربة من حافة الثقب الأسود ، يمكن أن يحدث تدفق سلبي للطاقة لفترة معينة ، وتصبح الطاقات السلبية ممكنة في تلك المنطقة."
أصبح بإمكان Grumiller الآن تعميم هذه الحسابات الخاصة مع Max Riegler و Pulastya Parekh. أكمل ماكس ريجلر أطروحته في المجموعة البحثية لدانييل جروميلر في TU Wien ويعمل الآن في مرحلة ما بعد الدكتوراه في جامعة هارفارد. كانت بولاستيا باريخ من معهد IIT في كانبور (الهند) ضيفة في معهد إروين شرودنغر وفي جامعة TU Wien.
يقول جروميلر: "تشير جميع الاعتبارات السابقة دائمًا إلى نظريات الكم التي تتبع تناسق النسبية الخاصة. لكننا تمكنا الآن من إظهار أن هذه العلاقة بين الطاقة السلبية والتشابك الكمومي هي ظاهرة أكثر عمومية". ظروف الطاقة التي تمنع بوضوح استخراج كميات لا حصر لها من الطاقة من الفراغ صالحة لنظريات الكم المختلفة للغاية ، بغض النظر عن التماثلات.
قانون الحفاظ على الطاقة لا يمكن خداعه
بالطبع ، هذا ليس له علاقة بـ "آلات الوحدة" الغامضة التي تولد الطاقة من لا شيء ، حيث يتم تقديمها مرارًا وتكرارًا في دوائر باطنية. "حقيقة أن الطبيعة تسمح لطاقة أصغر من الصفر لفترة معينة من الوقت في مكان معين لا تعني أن قانون الحفاظ على الطاقة قد انتهك" ، كما يؤكد دانييل جروميلر. "من أجل تمكين تدفقات الطاقة السلبية في موقع معين ، يجب أن يكون هناك تعويض لتدفقات الطاقة الإيجابية في المنطقة المجاورة مباشرة."
حتى لو كان الأمر أكثر تعقيدًا إلى حد ما مما كان يعتقد سابقًا ، لا يمكن الحصول على الطاقة من لا شيء ، على الرغم من أنها قد تصبح سلبية. تضع نتائج البحث الجديدة الآن حدودًا ضيقة على الطاقة السلبية ، وبالتالي ربطها بالخصائص المثالية لميكانيكا الكم.
ليست هناك تعليقات: