真空零点能及其应用.ppt

真空零点能及其应用,0610206 何一卓,真空零点能的来由,现代科学认为真空并不意味着一无所有，真空是由正电子和负电子旋转波包组成的系统。 量子真空是一个非常活跃的空间，它充满时隐时现的粒子和在零点线值上涨落的能量场。 零点能的设想来自量子力学中的海森堡测不准原理，即不能同时测得任意粒子的动量和位置。 因此，当温度降低到0K时，粒子仍会振动。 综上，在绝对零度的真空中，即传统认为毫无能量的世界里，也是存在这能量的，这被叫做真空零点能。,零点能的效应,一些人认为, 零点能来自所有各种类型的力场, 包括电磁场、引力场和核力场, 并通过几种方式表现出来。一种方式是兰姆位移, 即受激原子发出的光的频率的轻微改变; 另一种形式是电子和光学仪器中可纪录到的一类特殊的不可避免的电平噪声。 最为明显的是卡西米尔效应。,卡西米尔效应,1948年卡西米尔在波尔的指点下, 根据腔量子电动力学的理论成功利用零点能引出了卡西米尔力。卡西米尔效应的物理本质就是由于各种导体表面的存在而引起自由空间内零点震荡的变化, 进而导致该空间内零点能的变化 。 卡西米尔认为, ，真空中充满着各种波长的粒子。如在真空中采用两块靠得很近的金属板，排除掉较长波长的光子，金属板外较多的波(较多光子)就会使两板有靠近的趋势。而一旦它们靠得更近，两者之间产生的吸力就会更强。当然，卡西米尔力是很微弱的，它不会比一颗尘埃落到极板上产生的压强更大，但是，仍然有可能进行检测。,1998年，美国Los Alamos国家实验室的科学家Steven Lamoreaux最先实现了对卡西米尔作用力的测量。他的装置比卡西米尔本人于1948年提出的设想复杂，由2根镀金石英棒和1个镀金球组成。安装时它们十分靠近，所获得的卡西米尔力使吊在金属丝上的一根石英棒扭转。Steven Lamoreaux测量了使石英棒恢复原状的力，结果与卡西米尔理论相符，事实上只有5 误差。,关于零点能不同的观点,关于零点能的争论有不同的观点, 这些争论形成了关于零点能的许多不同的学派。Mo ra y B. King总结出了如下几种: 1. 量子物理是错的。量子事件可以通过自场作经典的解释, 零点能不存在。 2. 相对论是错的。有一个类似于物质的以太存在。 3. 量子物理是对的, 但零点能只是理论上的产物, 并不真正存在。 4. 零点能在物理上存在, 但太微弱, 不能作为真正的能源。 5. 零点能在物理上表现为能量很高的涨落, 但无法提取, 因为它们是随机地处处存在的。 6. 零点能是开放非线性系统的混沌的表现。在一定条件下可以表现出自组织行为, 因而可以作为能源。 7. 零点能是来源于四维空间的电磁流的三维表现。它可以扭曲我们的三维空间, 从而改变时空度规。可以提取出来作为能源, 但这一过程改变了局部的引力、惯性和时间的进程。,提取真空零点能,大部分物理学家认为不能提取零点能, 因为零点能是一种随机的电磁振荡。 根据热力学第二定律, 是不能从随机的电磁振荡中提出能量的。而Mo ra y B. King 坚持认为零点能是可以提取的, 并在这方面做了大量的工作。 King 认为, 在一定的条件下, 由于挠场相干等原因, 可以使随机的背景电磁场产生自组织, 从而提出零点能。并试图利用这一理论解释球形闪电、冷核聚变等现象。,一旦真空零点能可以被顺利提取和转化，能源危机将不再是问题。下面是一些初步的应用。,一种利用零点能的微型推进器设计,理论依据：两平行导电金属板之间Casimir力理想状态下，相距d的两平行导电金属板之间的零点能为： 单位面积上的卡西米尔力为： 对于两平行平面，如果两板之间的距离从小间 距口变化到大间距b时，那么卡西米尔力所做的功：,设计模型 在一块金板上刻出一系列的矩形腔阵列作为推进器的基座，其可以沿光滑平面导轨做水平运动，在基座上距离为d。的地方放置图示缸体，缸体中的平板活塞可以沿缸孔作上下运动。,工作过程如下：初始位置如上图所示，此时矩形腔正对活塞，使得活塞在向上的卡西米尔力的作用下向上做加速运动，产生推力，卡西米尔力做正功，卡西米尔力减小为零时，通过微系统控制基座向左或向右水平移动。，此时活塞正对的是基座上的平面，活塞和基座之间产生相互吸引的卡西米尔力，活塞向下加速运动，卡西米尔力还是做正功，当活塞到达下止点时，微系统控制基座向右或向左移动 。，完成一个行程周期，如此反复运动。,在此过程中，卡西米尔力做的功 上式两项都为正，即在运动中卡西米尔力都是做正功，从而实现对零点能的有效提取。 将这样的推进器集成系统并联到飞行器的动力装置中可以作为辅助动力源，直接产生机械能，参与飞行器的动力补偿甚至作为微型飞行器的动力源，也可以将微型推进器的活塞杆和压电材料相连转变成电能，从而为飞行器内部控制系统提供工作电源。,