Flutuação quântica de vácuo

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Um diagrama de Feynman em que a interação de dois glúons virtuais produz um bóson de Higgs, um quark top e um antiquark top.

A flutuação quântica de vácuo, ou flutuação de energia, acontece quando o estado fundamental de uma partícula é atingido. Nenhuma partícula, pelos limites impostos pela Mecânica Quântica, pode ter energia igual a zero, pois assim ela teria uma velocidade e posição definida: zero. Mas cada partícula pode estar em seu estado de energia mínima, chamado de estado fundamental. Assim as partículas podem ter denominadas flutuações quânticas de vácuo. Isso é rotineiramente observado em processos envolvendo colisões de partículas, essas partículas vem em forma de flutuações de energia e depois de se colidirem, transformam-se em partículas de matéria, de acordo com a fórmula de equivalência entre massa e energia de Albert Einstein, .[1][2][3][4][5]

Na física quântica, uma flutuação quântica é a mudança temporária na quantidade de energia em um ponto no espaço,[6] como explicado no princípio de incerteza de Werner Heisenberg.

De acordo com uma formulação do princípio, a energia e o tempo podem ser relacionados pela relação:[7]

Isto permite a criação de pares de partícula-antipartícula de partículas virtuais. Os efeitos destas partículas são mensuráveis, por exemplo, na carga efetiva do elétron, diferente da sua carga "nua".

Na visão moderna, a energia é sempre conservada, mas como o operador do número de partículas não comuta com o hamiltoniano ou o operador de energia de um campo, o estado de menor energia ou estado fundamental do campo, frequentemente chamado "estado de vácuo", não é, como se poderia esperar deste nome, um estado sem partículas, mas sim uma sobreposição de estados quânticos do número de partículas, com partículas 0, 1, 2 ... etc.

As flutuações quânticas podem ter sido muito importantes na origem da estrutura do universo: de acordo com o modelo de inflação as que existiam quando a inflação começou foram amplificadas e formaram a semente de toda estrutura observável atual. A energia de vácuo também pode ser responsável pela atual expansão acelerada do universo (constante cosmológica).

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. Confirmado: a matéria é resultado de flutuações do vácuo quântico
  2. S. Kronfeld, Andreas (21 de Novembro de 2008). «The Weight of the World Is Quantum Chromodynamics» (em inglês). Science. pp. 1198–1199. doi:10.1126/science.1166844. Consultado em 11 de outubro de 2017 
  3. O despertar do vácuo
  4. Efeitos de flutuação do vácuo na eletrodinâmica quântica
  5. C. M. Wilson, G. Johansson, A. Pourkabirian, M. Simoen, J. R. Johansson, T. Duty, F. Nori, P. Delsing (17 de Novembro de 2011). «Observation of the dynamical Casimir effect in a superconducting circuit» (em inglês). Nature. pp. 376–379. doi:10.1038/nature10561. Consultado em 2014  Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
  6. Browne, Malcolm W. (21 de agosto de 1990). «New Direction in Physics: Back in Time». The New York Times. Consultado em 22 de maio de 2010 
  7. Mandelshtam, Leonid; Tamm, Igor (1945), «The uncertainty relation between energy and time in nonrelativistic quantum mechanics», Izv. Akad. Nauk SSSR (ser. Fiz.), 9: 122–128 . English translation: J. Phys. (USSR) 9, 249–254 (1945).

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

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