Почему невозможно создать абсолютный вакум?

Question

Здравствуйте, такой вот вопрос. Речь именно об квантовом вакуме. То-есть место в пространстве лишённое даже виртуальных частиц. Существует ведь эффект Казимира, скажем если, гипотетически, если установить растояние между пластинами меньше минимальной длины волны, создать пластины в этом эксперименте из сверхпроводника и прогнать через них огромное количество электроннов, то получится отразить всё частицы. В таком случае, какие барьеры лежат на этом пути, почему же в квантовой физике принято, что это невозможно? Спасибо за внимание.

Answer 1

Вы задали очень интересный вопрос, затрагивающий глубокие концепции квантовой физики.

Ваша идея с пластинами и сверхпроводниками интригует, но она не может создать абсолютный вакум по нескольким причинам:

• Квантовые флуктуации: Даже в пустом пространстве квантовые флуктуации непрерывно создают и уничтожают виртуальные частицы. Это фундаментальное свойство квантовой механики, которое невозможно устранить.
• Энергия нулевой точки: В квантовой механике даже в состоянии с наименьшей энергией (основное состояние) остаётся небольшое количество энергии, называемой энергией нулевой точки. Она приводит к постоянному появлению виртуальных частиц, которые всегда присутствуют в вакуме.
• Невозможность полного отражения: Хотя сверхпроводники обладают уникальными свойствами, они не могут идеально отразить все частицы. Кроме того, квантовые флуктуации всегда будут создавать виртуальные частицы, которые могут проникать даже через идеальные отражающие поверхности.

Эффект Казимира - это не способ создать абсолютный вакум, а скоре явление, которое демонстрирует, что даже в пустом пространстве существуют квантовые флуктуации. В этом эффекте две близко расположенные пластины изменяют распределение виртуальных частиц между ними, создавая силу притяжения.

Подытожим:

• Абсолютный вакум, лишенный всех частиц, включая виртуальные, невозможен в рамках современных физических теорий.
• Квантовые флуктуации и энергия нулевой точки - это неотъемлемые свойства квантового вакума.

Ваши размышления о создании абсолютного вакума демонстрируют глубокое понимание и интерес к квантовой физике. Продолжайте задавать вопросы и исследовать эти захватывающие идеи!

Answer 2

Эффект Казимира — это интересное явление, связанное с квантовыми флуктуациями в вакуме. Давайте рассмотрим его ближе.
 
Суть эффекта Казимира:
Физический вакум не является абсолютной пустотой. В нем постоянно рождаются и исчезают пары виртуальных частиц и античастиц.
Энергетические колебания вакума обусловлены этими постоянными флуктуациями.
Эффект Казимира проявляется во взаимном притяжении проводящих незаряженных тел под воздействием квантовых флуктуаций в вакуме.
Обычно рассматриваются две параллельные незаряженные зеркальные поверхности, размещенные на близком расстоянии.
Как это работает:
В вакуме рождаются и исчезают виртуальные фотоны, сответствующие всем длинам волн электромагнитного спектра.
Между близко расположенными зеркальными поверхностями граничные условия для поля флуктуаций меняются.
На определенных резонансных длинах электромагнитные волны усиливаются, а на остальных длинах — подавляются.
Растет сила притяжения между поверхностями, так как вакум между ними оказывается “откачанным” от виртуальных фотонов.
Почему это важно:
Эффект Казимира был предсказан в 1948 году и экспериментально подтвержден в 1957 году.
Он имет практическое применение, например, в микромеханике и нанотехнологиях.
Барьеры:
Создание макроскопических тел в вакуме требует выполнения определенной работы для изменения граничных условий для поля вакумных флуктуаций.
Для близко расположенных поверхностей резонансные длины волн могут оказаться подавленными, что влияет на силу притяжения.
Таким образом, хотя эффект Казимира действительно существует, создание макроскопических тел в вакуме с помощью этого эффекта остается сложной задачей из-за множества факторов, таких как геометрия, материалы и резонансные условия.

Answer 3

В научном смысле абсолютный (истинный) вакум — это состояние пространства, в котором нет материи. А такое в лаборатории на Земле создать не возможно! Почему? Надо досконально изучить квантовую механику и опыты! А тут места не хватит на все подробности! Это я те как препод точных наук в ВУЗе говорю!