
【化】 zero temperature energy; zero-point energy
零点能(Zero-point energy)是量子力学中的核心概念,指量子系统在绝对零度(0 K)时仍具有的最低能量。其英文对应术语为Zero-point energy(常缩写为ZPE)。以下是详细解释:
零点能是量子系统基态(能量最低状态)的非零能量值。根据海森堡不确定性原理,粒子的位置和动量无法同时精确确定,导致即使在绝对零度下,粒子仍存在持续的量子涨落(quantum fluctuations),因此系统能量不可能为零。
来源:量子力学基础理论,《中国大百科全书·物理学卷》。
非经典性
经典力学中,系统在绝对零度时能量可降至零;而量子力学中,零点能是量子效应的直接体现。
来源:量子物理教材(如《Quantum Mechanics》 by Cohen-Tannoudji)。
能量计算
以一维谐振子为例,其基态能量为:
$$ E_0 = frac{1}{2} hbar omega $$
其中 $hbar$ 为约化普朗克常数,$omega$ 为振动角频率。
来源:量子力学标准公式,美国物理学会(APS)期刊。
可观测效应
来源:《自然》期刊实验研究(如 Casimir, 1948)。
来源:欧洲核子研究中心(CERN)科普文献;《物理评论快报》(PRL)相关论文。
中文 | 英文 |
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零点能 | Zero-point energy (ZPE) |
量子涨落 | Quantum fluctuations |
基态能量 | Ground state energy |
真空能量 | Vacuum energy |
来源:中国科学院《物理学名词》审定委员会。
零点能(Zero-point energy)是量子力学中的重要概念,指量子系统在基态(最低能态)时仍存在的能量。以下是详细解释:
零点能源于量子力学的基本原理。根据网页和,即使在绝对零度(-273.15℃)下,粒子也无法完全静止,其位置和动量受海森堡不确定性原理限制,导致系统仍存在最低能量。这种能量被称为“零点能”,对应量子系统的基态振动。
网页和提到,量子场论中真空并非“虚无”,而是充满正负虚粒子对的涨落,这种真空能量即“真空零点能”。例如:
尽管理论支持零点能的存在,其实际提取仍面临争议。例如,网页指出,真空能“借出”的能量需快速归还,稳定利用难度极大。
零点能揭示了量子世界的本质特性,并为理解真空和粒子行为提供了关键视角,但其实际应用仍需进一步探索。
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