Предисловие переводчика.
Может ли К.П.Д. быть больше 1? Может ли нарушаться закон
сохранения энергии? В
начале работ с торием и его производными Э.Резерфорд и Содди ежедневно с
недоумением наблюдали высвобождение огромного количества энергии, но никто не
понимал откуда оно взялось. Самым большим препятствием для ясного понимания
данной темы стала, как не странно глубокая вера всех и каждого в принцип
сохранения энергии. Непонимание продолжалось до той поры пока Э.Резерфорд и
Содди не отказались от идеи объяснения происходящего внешними причинами и не
пришли к общему закону радиоактивных превращений.
Сегодня существует
множество искателей сверх единичных эффектов, есть не меньшее количество их
противников, обзывающих первых неграмотными шарлатанами. Настало время от журналистского восторга по поводу открытия вечного двигателя
и озлобленности по поводу глупости таких открытий перейти к здравому пониманию
того, что мы живём в далеко не познанном мире и если наука не может объяснить
явление в нём существующее это потому, что мир существует по объективным, а не
выдуманным законам.
Поль Дирак получил
Нобелевскую премию за релятивистское решение уравнения Шредингера, из которого
теоретически следовало существование позитронов, а после их экспериментального
открытия очевиден факт того, что пространство не может быть пустым. Вопрос о
заполнености пространства и энергии вакуума обсуждал ещё Макс Планк.
Что
наблюдали Козырев и Вейник? Чем обусловлены эффекты дрейфа приборов Жвирблиса и
Шноля? Что такое тёмная материя,
существует ли эфир? Вероятно ответы на эти и многие другие вопросы следует
искать в Нулевое
точке энергии и нулевое точке поля.
Работ по ZPE в мире очень много и лишь в России идёт бессмысленная борьба… Да будет
этот перевод полезен всем, увязшим в борьбе, как противникам, так и сторонникам
перечисленных точек зрения.
http://www.calphysics.org/zpe.html
Маркус Чаун.
Перевод Зныкина
П.А.
Нулевая точка энергии и
нулевая точка поля.
ВВЕДЕНИЕ
Квантовая
механика предсказывает существование того, что обычно называют энергиями
"нулевой точки" для сильного, слабого и электромагнитных
взаимодействий. "Нулевая точка" относится к энергии системы в
температурном T=0, или самому низкому квантовому уровню энергии квантово-механической
системы. Хотя термин"энергия нулевых колебаний" относится ко всем
трем из этих взаимодействий в природе, обычно
это используется в ссылкe только на
электромагнитный случай.
В обычной
квантовой физике, суть энергии нулевых колебаний заложена принципе
неопределённости Гайзенберга, утверждающем, что, для перемещающейся частицы,
типа электрона, чем более точно измеряется положение, тем менее точно возможно
измерение ее импульса , и наоборот. Наименьшая возможная неопределённость в импульсе
– положении, во времени - положении в пространстве определена постоянной
Планка, h.
Параллельная
неопределённость существует между размерами, вовлекающими время и энергию (и
другие так называемые сопряженные переменными в квантовой механике). Эта
минимальная неопределённость происходит ни из-за каких корректируемых
недостатков в измерении, и скорее отражает свойственную квантовую
неопределённость в самой природе энергии и вопроса, возникающего из природы
волны различных квантовых областей . Это
приводит к понятию энергии нулевых
колебаний.
Энергия
нулевых колебаний - энергия, которая остается, когда вся другая энергия удалена
из системы. Это поведение демонстрируется, например, жидким гелием. Поскольку
температура понижена до абсолютного ноля, гелий остается жидкостью, вместо
того, чтобы заморозиться в твёрдое состояние, вследствие неустранимой энергии
нулевых колебаний его атомных движений. (Только увеличение давления до 25
атмосфер заставит гелий замораживаться.)
Гармонический
осциллятор - полезный логический инструмент в физике. Классический гармонический осциллятор , типа
массы на подвесе, всегда движется, чтобы
замереть в точке перегиба. Однако для квантового гармонического осциллятора это
не разрешено. Остаточное движение будет всегда оставаться из-за требований
принципа неопределённости Гайзенберга , приводя к энергии нулевых колебаний,
равной 1/2 hf, где f - частота колебания.
Электромагнитное
излучение может быть представлено, как волна, текущие через пространство, на скорости света.
Волны не
волны, не что-нибудь существительное, но - рябь в состоянии теоретически
определенной области поля. Однако эти волны действительно несут энергию и
импульс, и каждая волна имеет определенное направление, частоту и состояние
поляризации. Каждая волна представляет "множественность электромагнитной
области поля "
Каждый
элемент множества эквивалентен гармоническому осциллятору и таким образом соответствует
принципу неопределённости Гайзенберга, .
По этой аналогии, каждый элемент
множества области поля должен иметь 1/2 hf, как ее среднюю минимальную энергию. Это -
крошечное количество энергии в элементе множества, но число элементов огромно,
и увеличивается в интервале частот, как квадрат частоты.
Спектральная плотность энергии определена
плотностью энергия мод во времени и таким
образом увеличивается как куб частоты в
единице в объема. Крошечной энергия во времени способна дать огромную
пространственную плотность, что приводит к очень высокой теоретической
плотности энергии нулевых колебаний на кубический сантиметр.
Из
этой цепи рассуждений следует, что квантовая физика предсказывает, что
весь космос должно быть переполнен электромагнитными колебаниями нулевой точки
(также называемой полем нулевой точки) создающих универсальное море энергии
нулевых колебаний.
Плотность
этой энергии зависит критически от того, на какой частоте колебания нулевой
точки прекращаются. Так, как сам космос, как полагают, разбивается в своего
рода квантовую пену в крошечном масштабе расстояния, названном масштабом Планка
(10-33 см), утверждается, что нулевые колебания должны
прекратиться в соответствующей частоте Планка (10 43 гц).
Если это имеет место, то плотность энергии нулевых
колебаний должна быть величиной 110 порядка, больше чем сияющая энергия в
центре Солнца.
Как такая огромная энергия не могла быть
дико очевидна?
Есть одно главное различие между нулевой точкой электромагнитного
излучения и обычным электромагнитным излучением, приводящее снова к принципу
неопределённости Гайзенберга. Опреднлённо, что целая жизнь данного фотона
нулевого нулевой точки, рассматриваемого как волна, соответствует среднему
расстоянию, происходит только из фракции его длины волны. Такая волна "фрагмент"
несколько отлична от обычной движущейся
пространственной волны, и трудно знать, какова её интерпретировать.
ПОСТОЯНАЯ ЛОРЕНТЦА ДЛЯ СПЕКТРА
То, что
спектр излучения нулевого нулевой точки соответствует возведенную в куб частоты,
имеет большое значение. Это - единственный вид спектра, который подходит для
того, чтобы быть инвариантом Лорентца.
Эффект
движения к источнику электромагнитного излучения, это эффект Доплера, но
возведенный в куб частоты спектра имеет особенность, перемещения вниз из области излучения компенсируется, то есть , наблюдается много лучевой эффект Доплера, происходящий в
данный интервале частот, поскольку
перемещение происходит при однородным движении.
Замечены
различные явления, которые происходят при прохождении с ускорением через
излучение нулевой точки. Излучение нулевой точки действует на ускоряющийся
датчик, как будто датчик, был погружен в тепловой спектр, даже при том, что высокой температуры нет
. Воспринятая "температура"
непосредственно пропорциональна ускорению.
ЭФФЕКТ КАЗИМИРА
В 1947
Эндрик Казимир, когда-то помощник Паули, работал в прикладном индустриальном
исследовательской Лаборатории Philips в Нидерландах вместе с физиком Дж. T. Г. Oвербеком. Они анализировали теорию силы Уоалса. Казимир имел возможность обсудить
идеи с Нильсом Бором на прогулке. По рассказам Казимира, Бор "бормотал
кое-что об энергии нулевых колебаний"что могло быть уместным. Это вело
Казимира к анализу эффектов энергии нулевых колебаний в связанной проблемой сил
между параллельными пластинами.
Промежуток
между такими пластинами не может выдержать все способы электромагнитного поля.
В специфических длинах волны, сопоставимых
разделению пластины и дольше исключены из области между пластинами. Этот факт
приводит к ситуации, что есть сверхдавление радиации нулевой точки вне пластин,
которое действует, чтобы столкнуть пластины вместе. Это можно счесть
аналогичным лучевому давлению (лучевое давление от кометы толчков Солнца
затихает от ядра кометы), и получающийся эффект теперь называют силой Казимира.
Это имеет собственность увеличения в силе с обратной четвертой властью{мощью}
разделения пластины. Сила прекращается, когда элементы пластин входят в
контакт, поверхностная гладкость пластин, являющихся ограничивающим фактором,
или когда пластины настолько близки, что соответствующие длины волны радиации
нулевого пункта{нулевой точки} больше "не видят" совершенно
проводящую поверхность. Фактическая ненепрерывная природа{характер} пластин, в
противоположность истинной поверхностной и молекулярной природе{характеру}
материалов, становится важным фактором для очень коротких расстояний.
Сила
Казимира не была измерена к высокой точности до середины 1990-ых, когда S. Lamoreux в Университете Вашингтона провёл измерения и подтвердил
предсказания Казимира в пределах пяти
процентов в диапазоне размера нескольких микронов.
Это было с
тех пор подтверждено еще более точно, U. Mohideen в Университете
Калифорнии в Прибрежной полосе, снова в согласии с формулой Казимира.
Кроме того
сила Казимира (также названный эффектом Казимира) стала уместной
микроэлектромеханическим структурам, в которых это является оба проблемой
(назвал "stiction"), и возможный механизм для
контроля.
Сила
Казимира это свидетельство того, что в основе вселенной должно быть море
реальной энергии нулевых колебаний. Этот аргумент следует из анализа
предсказаний Казимира . Однако это не обязательно верно. Вполне возможно
объяснить эффект Казимира, принимая во внимание вызванные квантом движения
атомов в каждой пластине и исследуя отсталые потенциальные взаимодействия
атомов в одной пластине с теми в другом.
МЫСЛЬ ВПЕРЕДИ ЭКСПЕРИМЕНТА
Тем
временем выращивает интерес к возможности получения движения из энергии нулевых
колебаний, и много заявлений о существовании сверх единичных устройств,
приводящих к больше энергии чем необходимый
для действия устройства,
объясняемые энергией нулевых колебаний.
Несмотря на сомнительную природу
заявлений (до настоящего времени никакое такое устройство не прошло строгих,
объективных испытаний), концепция
преобразования некоторого количества энергии нулевых колебаний к энергии
пригодную к употреблению не может быть исключено в принципе.
Энергия нулевых колебаний не тепловой бассейн, и поэтому не
страдает от термодинамического судебного запрета против извлечения энергии от
более низкого температурного бассейна.
В 1993
Колль и Путхофф издали термодинамический анализ, "Извлекая энергию и
высокую температуру от вакуума" (см. ниже), в котором они заключили, что
"извлекая энергию и высокую температуру от электромагнитной радиации
нулевой точки через использование силы Казимира" является в принципе
возможным, не нарушая законы термодинамики.
Эксперимент мысли для устройства, которое
демонстрирует, как действие силы Казимира
в принципе, был предложен физиком Робертом Форвардом в 1984 (см. ниже).
"Вакуумная батарея колебания" могла быть построена состоящий из
сложенных пластин .
Приложение одинаковой нагрузки и полярности ко
всем пластинам привело бы к отталкивающей силе между пластинами, таким образом
выступая против силы Казимира, которая действует, чтобы столкнуть пластины
вместе.
Корректировка
электростатической силы, чтобы проявить силу Казимира и дать ей доминировать
приведет к добавляющей энергии к электрической полю между пластинами, таким
образом преобразовывая энергию нулевых колебаний в электрическую энергию.
Можно вообразить еще более простое микроустройство, в котором сила
Казимира подталкивает две пластины вместе таким образом пр участие некоторого
рычага, которое действительно работает.
Нет
никакого практического заявлений о применении в этих идей в приведённые
примерах с тех пор идеально, требуется столько же энергии, и практически
несколько больше вследствие фрикционных и других потерь, чтобы отделить
пластины для второго цикла.
Однако
получение положительного эффекта, демонстрировало бы концепцию преобразования
энергии нулевых колебаний в принципе, если приписывание эффекта Казимира к
энергии нулевых колебаний правильно (что является спорным).
ТЕМНАЯ ЭНЕРГИЯ
Главное
открытие в астрофизике в конце 1990-ых было обнаружением от наблюдений яркости
красного смещения сверхновых звезд типа Ia, что расширение вселенной
ускоряется. Это приводило к концепции темной энергии, которая является в
действительности восстановлением
Эинстеина,
космологического постоянный{неизменный}. (Вселенная теперь, кажется, состоит
приблизительно из 70-процентной темной энергии, 25-процентного темного вопроса
и обычного вопроса на пять процентов.)
Энергия нулевых колебаний имеет желаемое
свойство движения ускоренного расширения, и таким образом наличия необходимых
свойств темной энергии, но в нелепо большей степени чем необходимый, то есть
120 порядкам величины.
Согласно
теории относительности, энергия эквивалентна массе как источник серьезности,
таким образом энергия нулевых колебаний должна стремиться, согласно общей
относительности производить
положительное искривление в пространстве-времени.
На первый
взгляд можно было предположить, что, если бы есть огромное количество энергии
нулевых колебаний, лежащей в основе вселенной, ее эффект должен был бы
драматично изогнуть вселенную к мелкому размеру. Действительно, если бы спектр
энергии нулевых колебаний простирается на масштаб Планка, его плотность энергии
была бы эквивалентом массы приблизительно 1093 граммов
в кубический сантиметр, который уменьшит
вселенную до размера, меньшего чем атомное ядро.
Энергия
нулевых колебаний ведет себя по-другому. Для обычного излучения, отношение
давления к плотности энергии w=1/3c2 , который обычно выражается в единицах, посредством c=1, и таким
образом отношение выражен как w = + 1/3. Но для энергии нулевых колебаний
отношение w =-1. Это - вследствие
обстоятельства, что плотность энергии нулевых колебаний, как предполагают,
является постоянной: независимо от того, насколько вселенная расширяется, это
не становится меньше, но вместо этого больше энергии нулевых колебаний, как
предполагают, не создано ни из чего.
Дальнейшая
особенность - то, что отношение w =-1 подразумевает, что энергия нулевых
колебаний проявляет отрицательное давление, которое, противоинтуитивно,
приводит к расширению пространства-времени.
Таким
образом энергия нулевых колебаний, кажется, идентичная с таинственной темной
энергией, но к сожалению если спектр энергии действительно продолжается до
частоты Планка, могут быть 120 порядков величины больше энергии в кубический
сантиметр чем производит наблюдаемое космического ускорение.
Действительно,
это количество энергии нулевых колебаний, можно интерпретировать, как ускорение
расширения вселенное до бесконечности в
микросекунды.
STOCHASTIC ELECTRODYNAMICS THEORY
(SED) СТОХАСТИЧЕСКАЯ
ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
Хотя энергия
нулевых колебаний обычно расценивается как квантовое явление и последствие
соотношения неопределённости Гайзенберга , существование энергии нулевых
колебаний было выведено Эйнштейном, Планком, Нернстом и другими в контексте
излучения черного тела до открытия квантовой механики. Эйнштейн и Отто Штерн
подошли близко к получению функции абсолютно чёрного тела, не принимая
квантование, но с присутствием энергии нулевых колебаний. Нернст в особенности
утверждал в 1916, что вселенная была заполнена энергией нулевых колебаний. Эта
линия исследования была заброшена с появлением квантовой механики, но концепция
энергии нулевых колебаний скоро повторно появилось с квантовой интерпретацией.
В 1960-ых
британский физик Тревор Маршол и, отдельно, американский Тимоти Бойер были
двумя из основных исследователей, которые по существу подняли оставленный
подход и продвинули намного дальше,
задавая вопрос: какие квантовые явления можно было бы объяснить, используя
исключительно классическую физику плюс принятое классическое представление поля
нулевой точки с энергией нулевых колебаний?
Для вклада
других исследователей, см. книгу "Квантовая Игра в кости" de la Pena и Cetto (ниже). Это стало дисциплиной, известной как стохастический electrodynamics (SED, ранее иногда называл
случайный electrodynamics). В представлении SED поле нулевой точки взято, чтобы быть рассматриваемой, как ансамбль
обычных электромагнитных волн движущихся в пространстве, имеющих энергию 1/2 hf
в каждом случае. Нет никакой квантовой вовлеченной физики.
Эта теория
имела немного успеха, хотя это далеко от объяснения большинства квантовых
эффектов. Кроме его онтологических стремлений возможного отказа с квантовой
физикой в пользу исключительно классической физики, SED полезен как
вычислительный инструмент, так как это вовлекает известный классический electrodynamics вместо большего количества тайных квантовых
законов и процессов.
Два
примечательных успеха SED - её нахождение функции
абсолютно чёрного тела Планка, не применяя
квантования и её предложение, чтобы Боровская орбита водорода могла
возникнуть без квантового закона. В последнем случае, есть основание заявляеть,
что электрон, как предполагают, испускает радиацию Larmor, которая вызывает его
движение по спирали внутрь, но это не ведет к краху орбиты, потому что электрон
также поглощает энергию нулевых колебаний. Вычисление поглощения было сделано Boyer и позже Puthoff, рассматривая электрон
как прохождение гармоническому колебанию, а не истинному движению в потенциале
Кулона. Это - слабость в анализе, но тем не менее поразительно, что эмиссия и
поглощение гармонического типа осциллятора, оказывается, находятся в балансе
точно в Боровском радиусе.
Факт, что орбитальный угловой момент является
нолем в квантовом состоянии, отражен в орбитальной-электронной интерпретации SED случайными заменами в орбитальном движении (из-за колебаний
нулевой точки), приведённое ко времени составляло в среднем нулевой угловой
момент.
Недавняя
модель Кёля успешно воспроизводит электронное движение в потенциале Кулона
водородного атома и таким образом скопировали электронную плотность
вероятности, предсказанную волновой функцией Шредингера. В случае SED,
электрон в поле ядра толкают его эмиссия и поглощение к диапазону радиальных
расстояний, которые воспроизводят вероятность Шредингера. Это интригующее
продолжение более раннего результата, но проблемы все еще остаются, например
необходимость отключать взаимодействия с полевыми частицами, чтобы избежать
автоионизации, то есть единственной самой высокой частоты, следовательно очень
энергичные, колебания нулевого нулевой точки могут освободить электрон.
Представление поля нулевой точки как
ансамбля движущихся волн каждая с
энергией точно 1/2 hf во всех возможных направлениях и случайных
фазах было изменено в 1995 Ibison и Haisch. Они добавили параметр, имеющий случайное распределение энергий с
1/2 hf как
среднее, таким образом приводя к более близкой формальному представлению
квантового поведения.
Продолжение здесь.
| 
