Нулевая энергия

Нулева́я эне́ргия, или эне́ргия нулево́й то́чки (англ. zero-point energy), — минимальный уровень энергии, который может иметь данная квантовомеханическая система. Состояние таковой системы называется основным.

В классической механике частица может находиться в точке, отвечающей минимуму потенциальной энергии и иметь нулевую кинетическую энергию. В этом случае частица находится в состоянии устойчивого равновесия и имеет минимальную энергию, равную потенциальной энергии в точке равновесия. В квантовой механике действует соотношение неопределённостей, поэтому частица не может находиться в одной определённой точке и одновременно иметь нулевую кинетическую энергию.

Концепция нулевой энергии была разработана в Германии группой физиков, в том числе Максом Планком (1911), Альбертом Эйнштейном и Отто Штерном (1913). В 1916 году Вальтер Нернст предположил, что вакуумное пространство заполнено нулевым электромагнитным излучением. Термин нулевая энергия происходит от немецкого Nullpunktenergie.

Нулевая энергия иногда используется как синоним для энергии вакуума. В космологии вакуумная энергия является одним из возможных объяснений космологической постоянной. Изменение нулевой энергии как границы области вакуумного перемещения приводит к эффекту Казимира, который наблюдается в наноразмерных устройствах.

См. также

• Нулевые колебания

Литература

• Нулевая энергия — статья из Физической энциклопедии
• Ю. М. Ципенюк. Нулевая энергия и нулевые колебания: как они обнаруживаются экспериментально // УФН. — 2012. — Т. 182. — С. 855—867. — doi:10.3367/UFNr.0182.201208e.0855.