Was versteht man unter Null-Punkt-Energie?

Video
Harald Lesch im Vortrag zur Null-Punkt-Energie
Plattform	youtube.com
Kanal	ScienceDokus
URL	youtube.com/watch?v=xGYZvkxmhZo
Datum	22.08.2010
Länge	4 Minuten, 3 Sekunden

Videoskript in Deutsch

Was versteht man unter Null-Punkt-Energie?

Null-Punkt-Energie wird auch Vakuumenergie genannt, also die Energie des Nichts.

Wobei jetzt hier nicht das philosophische Nichts zu verstehen ist, was wirklich „überhaupt nichts“ bedeutet, sondern es geht um das quantenmechanische Nichts.

Das quantenmechanische Nichts besteht darin, dass nichts drin ist – keine Teilchen, überhaupt keine.

Und das Einzige, was übrig bleibt, ist dann ein Zustand, den nennt man Vakuum.

Das Irre am quantenmechanischen Vakuum ist nun, dass es im Grunde genommen nicht wirklich nichts ist, sondern dass immer noch was bleibt.

Und was da bleibt, das nennt man Null-Punkt-Energie.

Also selbst dann, wenn nichts mehr drin ist in einem Volumen, sagt die Quantenmechanik, gibt es immer noch eine Art von Wahrscheinlichkeit dafür, dass etwas auftaucht.

Vor allen Dingen dann, wenn man diesem Nichts Ränder gibt, also wenn man es irgendwie einsperrt, das Vakuum praktisch einschränkt – dass es nicht alles sein kann, sondern eben nur ganz gewisse Größen annehmen kann.

Wie man das macht?

Ganz einfach. Man nimmt ein Vakuum, also ein Nichts, wo man alles rausgepumpt hat, was irgendwie möglich ist, und quält dieses Nichts zwischen zwei Metallplatten.

Dann stellt man Folgendes fest:

Da die quantenmechanische Eigenschaft des Vakuums immer eine wellenartige Eigenschaft ist, also da tauchen Schwankungen auf.

Die Null-Punkt-Energie ist nämlich nicht sozusagen eine Zahl, punktgenau, sondern alles in der Quantenmechanik hat gewisse Schwankungsbreite.

Und diese Schwankungen nun, die haben natürlich auch eine gewisse Wellenlänge.

Jede Schwankung hat eine Wellenlänge.

Und je nachdem, wie nun die beiden Platten angeordnet sind, kommen nur ganz bestimmte Wellenlängen überhaupt in Betracht.

Denn nur solche, die genau zwischen diese beiden Platten passen, können da auch existieren.

Da ist nichts drin außer der Schwankung der Vakuumenergie, sonst nichts.

Aber diese Schwankungen sind eben nicht irgendwie.

Die Quantenmechanik sagt ja nun, dass jede Schwankung nur eine einzige bestimmte Größe sein kann, gequantelt eben.

Das heißt also, zwischen diese beiden Platten passen nur ganz bestimmte Energiepakete hinein, ganz bestimmte Energiepakete der Null-Punkt-Energie.

Und jetzt kommt es:

Weil eben nur eine bestimmte Menge dort hineinpasst, außerhalb dieser Platten aber unglaublich viele Schwankungen der Null-Punkt-Energie auftreten können, entsteht ein Druck.

Die Vakuumenergie verursacht einen Druck auf diese beiden Platten, denn die Anzahl der Möglichkeiten zwischen den beiden Platten ist kleiner als die Anzahl der Möglichkeiten außerhalb der beiden Platten.

Und so kann man die Null-Punkt-Energie messen.

Also noch einmal:

Was man braucht, sind Ränder.

Das absolute Nichts – da ist nichts zu messen.

Was man braucht, ist ein Rand um das Nichts herum.

Und dann kann man tatsächlich feststellen, wie viel Energie dieses Nichts zwischen den beiden Platten zum Beispiel tatsächlich aufweist.

Die Null-Punkt-Energie ist heutzutage eine ganz wichtige Größe bei der Bestimmung des Energieinhalts des Universums.

Denn der größte Teil des Universums ist leer, besteht aus nichts.

Was dabei wirkt, ist diese Null-Punkt-Energie.

Und genau deshalb expandiert unser Universum.