Cos'è l'energia negativa?

Mentre molti conoscono l'energia negativa per fare riferimento all'HI negativa, all'aura negativa o all'energia altrimenti dannosa che una persona emette, il termine ha anche una definizione scientifica.Sulla base del principio di incertezza di Heisenberg, l'energia negativa ha a che fare con le fluttuazioni intrinseche dell'energia che esiste in qualsiasi energia o campo magnetico.Questa forma di materia esotica è una forza altamente imprevedibile che ha dimostrato di esistere nel mezzo di campi di energia zero.Sebbene sia difficile da identificare, si ipotizza che questo tipo di energia esistasse sull'orlo dei buchi neri ed è stato citato come prerequisito necessario per i viaggi nel tempo da Stephen Hawking.

Il concetto di energia negativa è stato proposto dal fisico britannico Paul Adrien MauriceDirac nel 1928, come componente dell'equazione di Dirac.Questa equazione è stata progettata per essere coerente per gli standard di relatività speciale.In questa equazione, Dirac ha descritto come gli stati quantici di energia positiva sarebbero stati compensati dall'energia negativa.Generalmente, questi due tipi di energia si bilanderanno l'un l'altro.Pertanto, una forma negativa di energia non è di solito un fenomeno osservabile.Tuttavia, nel caso di un vuoto puro, gli stati energetici negativi saranno espressi per tutti gli atomi all'interno del vuoto mentre non saranno espressi stati di energia positiva.Questo concetto è indicato come il mare di Dirac.

teoricamente, un buco può svilupparsi nel mare di Dirac se un raggio gamma randagio si scontra con gli elettroni in uno stato negativo di energia, convertendolo così in un elettrone a carico positivo.Un tale buco nel mare di Dirac si comporterebbe nella via opposta dell'elettrone originale e carico negativo.Il nuovo elettrone a carico positivo sarebbe un esempio di antimateria.Pertanto, l'antimateria non dovrebbe essere confuso con uno stato negativo di energia.

Nel 1948, il fisico olandese Hendrick Casimir prevedeva che poteva esistere una piccola forza attraente tra due piastre non caricate e parallele nel vuoto.Se le piastre dovessero riposare estremamente vicini l'una all'altra, viene prodotta energia negativa poiché il numero di onde elettromagnetiche tra le due piastre diventa inferiore a quella dello spazio circostante.In sostanza, uno stato negativo di energia diventa presente quando le lunghezze d'onda delle particelle in una certa regione di spazio sono inferiori a quella che può essere normalmente misurata.

Le previsioni di Casimirs sono state osservate in due esperimenti separati.Il primo esperimento avvenne nel 1958 e fu supervisionato da M. J. Sparnaay.Ha prodotto risultati coerenti con le teorie di Casimirs.Il secondo esperimento, di Steve K. Lamoreaux, è stato condotto nel 1997. Invece di usare due piastre nell'esperimento, Lamoreaux ha accoppiato una singola piastra con un'altra piastra che faceva parte di una sfera quasi precisa.Questo esperimento ha anche confermato le previsioni di Casimirs.Mentre gli stati di energia negativi potrebbero non essere osservabili, sono stati dimostrati sia teoricamente che per mezzo dell'esperimento.