Что вы знаете о квантовом вакууме и его свойствах?

Итак, квантовая среда вакуума – она же несконденсированная энергия – обладает бесконечно большой плотностью и, благодаря этому обеспечивает фундаментальное свойство сконденсированной составляющей энергии:

– она изменяется зеркально симметрично изменениям её плотности путём «почти одновременного» переизлучения всех элементарных структур материальных объектов и вещественного мира в целом, возмущающих плотность квантовой среды, – в бесконечно широком диапазоне частот преобразований двух видов энергии.

Идея квантового вакуума волновала физиков еще с тех пор, как Хендрик Казимир и Дирк Полдер в 1948 году предположили, что он будет создавать силу притяжения между двумя разделенными узкой щелью проводниками. Эта идея нашла свое подтверждение в 1997 году, когда силу Казимира удалось измерить. До недавнего времени, однако, было неясно, как ее использовать.

Согласно квантовой механике, вакуум не является пустым – он наполнен то появляющимися, то исчезающими электромагнитными волнами. Эти волны могут оказывать довольно значительное действие на окружающий мир – одним из таких измеримых их воздействий и является сила Казимира.

Новая идея состоит в использовании импульса колебаний квантового вакуума для ускоренного движения. Вопрос в том, удастся ли использовать этот импульс верным образом, чтобы получить равное по силе противодействие, приводящее в движение сам двигатель – это именно то, что мы знаем под названием реактивного движения.

Алекс Фейгель (Alex Feigel) из Центра ядерных исследований «Сорек» (Soreq Nuclear Research Center) в Явне, Израиль, предлагает новый метод использования квантового вакуума для реактивного движения

Идея Фейгеля основана на двух давно известных представлениях. Первое – о силе Лоренца, действующей на заряженную частицу в электромагнитном поле. Второе – магнитоэлектрический эффект, явление, при котором внешнее магнитное поле индуцирует в некоторых веществах поляризованное электрическое поле и наоборот.

Вопрос, которым задался Фейгель – при каких условиях электромагнитные поля в квантовом вакууме могут создавать силу Лоренца? Ответ таков: квантовый вакуум непрерывно взаимодействует с магнитоэлектрическими веществами, создавая силы Лоренца. Однако на протяжении большей части времени сумма этих сил равна нулю.

Однако Фейгель нашел четыре случая, в которых сумма этих сил не равна нулю. Два из них уже известны – например, квантовое поле в узком промежутке между двумя пластинами, не вмещающем колебаний с большей длиной волны.

Фейгель считает, что два других случая открывают абсолютно новые перспективы использования квантового вакуума при помощи магнитоэлектрических наночастиц, взаимодействующих с окружающим их электромагнитным полем. Первый метод состоит в быстром скапливании большого количества магнитоэлектрических наночастиц в одном месте – этот процесс влияет на граничные условия для электромагнитных волн высокой частоты, создавая силу Лоренца. Второй метод – это просто вращение группы магнитоэлектрических наночастиц, тоже создающее силу Лоренца.

Привлекательность идеи Фейгеля в том, что ее можно легко проверить. Он предлагает построить управляемый набор из магнитоэлектрических наночастиц, например, из FeGaO3, обладающего значительными магнитоэлектрическими свойствами. Вращение этого набора приведет к возникновению силы.

«Хотя предложенный двигатель будет потреблять энергию на управление частицами, движение осуществляется без какой-либо потери массы», отмечает Фейгель. Он предполагает, что эта идея сможет найти в будущем практическое применение.

Афинские ученые и ученые из Барселоны занимались исследованием источника темной энергии, предоставив общественности новое научное исследование в заданной области. Суть в том, что таинственная темная энергия, является основой ускоряющегося расширения Вселенной, и вероятно связана с фоновой «энергией вакуума», непосредственно заполняющей все космическое пространство. Таковы результаты нового исследования.

Невзирая на то, что темная энергия – это приблизительно 75 % всей материи во Вселенной, ученые все еще не уверены в том, что она представляет из себя. В научном пространстве существует несколько теорий, включая гипотезу «квинтэссенции», которые представляют темную энергию как динамическое поле. Его энергетическая плотность способна изменяться в пространстве и времени, что ускоряет расширение Вселенной.

Существует иная концепция, которая предусматривает существование «фантомного поля». Кстати, его плотность возрастает со временем. Эта теория достаточно интересная, научно обоснована, и предполагает весьма сильное ускорение расширения. Конечный итог, который предусматривает подобная теория – разрыв связи между атомами, а следовательно самой Вселенной. Согласно этой теории, это вероятно произойдет приблизительно через 20 миллиардов лет.

Что касается природы гипотез о фантомном поле и квинтэссенции, они практически частично основаны на данных, собранных спутником Planck и зондом WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), а также космическими аппаратами, изучавшими космический реликтовый фон.

В этом исследование вывод следующий – ни одна из выше представленных гипотез не имеет достаточного подтверждения. Такое заключение обосновано анализом данных космических аппаратов.

Жоан Сола (Joan Sola), известный как один из авторов исследования, заявил, что это исследование является теоретическим. Что касается уравнения состояния темной энергии, поскольку оно способно смоделировать как фантомное поле, так и поле квинсэссенции, что в действительности не является ни одним, ни другим. Продолжая научный диалог в этом направлении ученый Жоан Сола заявляет, что “когда мы наблюдаем эти эффекты в данных от WMAP, Planck и других приборов, все, что мы видим на самом деле – это мираж",

Ученые выдвинули предположение, что в действительности темная энергия – это разновидность динамического эффекта квантового вакуума. Речь идет о параметре, имеющим существенное отличие от космологической константы Эйнштейна, которая описывает плотность статической энергии вакуума и является вероятным “объяснением природы темной энергии”.

Ученые признали, что в теории энергии квантового вакуума есть определенные несоответствия, а сама идея достаточно интересна. Ученые намерены дальше искать объяснение подобным явлениям более естественным и простым способом.