
【化】 zero temperature energy; zero-point energy
零點能(Zero-point energy)是量子力學中的核心概念,指量子系統在絕對零度(0 K)時仍具有的最低能量。其英文對應術語為Zero-point energy(常縮寫為ZPE)。以下是詳細解釋:
零點能是量子系統基态(能量最低狀态)的非零能量值。根據海森堡不确定性原理,粒子的位置和動量無法同時精确确定,導緻即使在絕對零度下,粒子仍存在持續的量子漲落(quantum fluctuations),因此系統能量不可能為零。
來源:量子力學基礎理論,《中國大百科全書·物理學卷》。
非經典性
經典力學中,系統在絕對零度時能量可降至零;而量子力學中,零點能是量子效應的直接體現。
來源:量子物理教材(如《Quantum Mechanics》 by Cohen-Tannoudji)。
能量計算
以一維諧振子為例,其基态能量為:
$$ E_0 = frac{1}{2} hbar omega $$
其中 $hbar$ 為約化普朗克常數,$omega$ 為振動角頻率。
來源:量子力學标準公式,美國物理學會(APS)期刊。
可觀測效應
來源:《自然》期刊實驗研究(如 Casimir, 1948)。
來源:歐洲核子研究中心(CERN)科普文獻;《物理評論快報》(PRL)相關論文。
中文 | 英文 |
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零點能 | Zero-point energy (ZPE) |
量子漲落 | Quantum fluctuations |
基态能量 | Ground state energy |
真空能量 | Vacuum energy |
來源:中國科學院《物理學名詞》審定委員會。
零點能(Zero-point energy)是量子力學中的重要概念,指量子系統在基态(最低能态)時仍存在的能量。以下是詳細解釋:
零點能源于量子力學的基本原理。根據網頁和,即使在絕對零度(-273.15℃)下,粒子也無法完全靜止,其位置和動量受海森堡不确定性原理限制,導緻系統仍存在最低能量。這種能量被稱為“零點能”,對應量子系統的基态振動。
網頁和提到,量子場論中真空并非“虛無”,而是充滿正負虛粒子對的漲落,這種真空能量即“真空零點能”。例如:
盡管理論支持零點能的存在,其實際提取仍面臨争議。例如,網頁指出,真空能“借出”的能量需快速歸還,穩定利用難度極大。
零點能揭示了量子世界的本質特性,并為理解真空和粒子行為提供了關鍵視角,但其實際應用仍需進一步探索。
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