Mikä on tyhjän avaruuden massa? Sellaistakin näköjään yritetään ihan kokeellisesti mitata. Jos nyt oikein ymmärsin, niin se massa muodostuu virtuaalihiukkasista joita kvanttimekaniikan teorioiden mukaan täysin tyhjäänkin tilaan syntyy. Linkin takana kerrotaan koejärjestelystä. Vaikuttaa aika mielenkiintoiselle. Toukokuulta tuo juttu, mutta en ainakaan heti löytänyt mitään tuoreempaa aiheesta.
Artikkelissa esiintyy ikiaikainen tulkinta "vacuum fluctuations, often take the form of virtual particles, which can appear out of nowhere and disappear again immediately."
Tuo "ilmestyvät ei-mistään" on kyllä hauska kuvaus. Harmillisesti tarina ei kerro mihin katoavat. Ilmeisesti ei-mihinkään.
Hypoteesi jakaa jyrkästi mielipiteitä. Osa 'uskoo' tarinan pitävän paikkaansa, osa näkee huuhaana. Artikkelissa mainitun Casimirin ilmiön selittämiseen ei tarvita vakuumienergiaa, se voidaan laskea tarkasti standardi QED:llä.
Kvanttikenttäteoriassa yksittäisen vakuumi-energiakvantin suuruus olisi vapaalla fermionikentällä negatiivinen ja bosoneilla sekä skalaarihiukkasilla positiivinen. Vahva oletus on, että universumissa fermionit dominoivat, joten vakuumienergia olisi kokonaisuutena negatiivinen. Mitä ikinä se tarkoittaisi.
Vakuumin alin energiatila johdetaan vapaiden kenttien teoriasta. Kun kentät vuorovaikuttavat, vakuumin ZPE katoaa, koska vakuumi ja muut kentät eivät vuorovaikuta. Muun muassa tämä tekee ZPE:n mittaamisen mahdottomaksi.
Jos taas vapaiden kenttien teoriaa tarkastellaan, niin ZPE ei ilmesty tai sitä ei lainta mistään, se on vakuumin alin energiatila koko ajan ja kaikkialla. Ei ole fysikaalista prosessia, joka ilmestyttäisi ZPE:n jostain tai kadottaisi sen johonkin. Vapaa kenttä on vapaa, joten sitä ei voi mitata. Heti kun mitataan, niin se ei ole vapaa, jonka seurauksena ZPE katoaa.
Kvanttikenttäteoriassa esiintyy nk. vakuumikuplia, jotka ovat eräänlaisia virtuaalihiukkasten omia silmukoita. Valitettavasti näiden silmukoiden energia on kokonaisuutena nolla. Voidaan kyllä laatia vakuumista ilmestyvän hiukkas-antihiukkasparin Feynmanin diagrammi, mutta se on virheellinen diagrammi, eikä sitä voi liittää mihinkään prosessiin. Sellaista diagrammia eli siis sarjakehitelmän termiä ei ole.
Lyhyesti sanottuna ainakaan abelinen kvanttikenttäteoria ei sisällä, ei ennusta, eikä missään olosuhteissa tuota näitä vakuumin virtuaalihiukkaspareja.
Mutta siis siinähän ei ole mitään väärää, jos hypoteeseja testataan kokeellisesti.
Mutta siis siinähän ei ole mitään väärää, jos hypoteeseja testataan kokeellisesti.
Ne ei ole ihan halpoja tuollaiset kokeet. Ei tässä nyt uutta hiukkaskiihdytintä olla rakentamassa vain rakentamisen ilosta ilman että on hajuakaan voiko se löytää mitään uutta, mutta ei tämäkään ilmaiseksi synny. Jotenkin sitä toivoisi hypoteesin ympärillä olevan edes vähän lihaa. Toisaalta jos sieltä jokin massa saadaan niin sepä vasta mielenkiintoista on nähdä mitä siitä seuraa.
