Energin lånas från Heisenbergs osäkerhetsprincip för att skapa virtuella partiklar och måste betalas tillbaka på mycket kort tid.

$ \ Delta {t} \ geq \ frac {\ hbar} {2 \ Delta {E}} $

Det är därför virtuella partiklar lever under mycket korta tider (dvs. dyker upp och ut ur existens). Vi kan inte manipulera denna energi.

Oavsett om du kan extrahera energi från detta eller inte (och jag misstänker starkt inte) är Casimir-effekten en följd av vakuumfluktuationer.

I huvudsak när två metallplattor är mycket nära varandra är våglängderna för virtuella partiklar som kan skapas mellan plattorna begränsade och därmed finns det färre partiklar mellan plattorna och utsidan, där ingen begränsning inträffar. Detta skapar ett tryck på plattorna och skjuter ihop dem. Inte en källa till fri energi utan ett intressant (och experimentellt verifierat) resultat av vakuumfluktuationer.

En annan välkänd effekt på grund av virtuella partiklar är Hawking-strålning. Detta säger att när virtuella partiklar skapas över händelsehorisonten för ett svart hål, kan den ena fly och den andra falla in, vilket i huvudsak förvandlar en virtuell partikel till en riktig partikel, eftersom det är antipartikel inne i det svarta hålet. Detta är emellertid inte fri energi, eftersom den energi som krävs kommer från massan av det svarta hålet, vilket gör att den (mycket, väldigt) långsamt avdunstar över tiden.

Så kort sagt, nej, vi kan inte få fri energi från vakuumfluktuationer, men det är inte att säga att det inte har några väldigt intressanta effekter.

Nej

Precis som inom kemi och termodynamik får vi aldrig någonting gratis.

På mekanistisk nivå är det viktigt att erkänna att nollpunkts (vakuum) energi representerar det lägsta energitillståndet vågform. Jag kommer ihåg att jag tänkte att eftersom EM-fälten finns överallt och kvantiserade, att det fanns någon form av magi. Realistiskt är nollpunktsenergi mer som en fjäder mellan objekt (mycket bra analogi Slereah) än något okänt. Det är en matematisk konsekvens av mycket väl förstådda relationer.

Den andra frågan om virtuella partiklar kräver lite mer tanke. När vi expanderar (vilken som helst) Schroedinger-ekvation till dess partikelform (med hjälp av nummeroperatören (två motstående stegoperatorer) som ändrar differentialekvationen till en summa av en serie integraler) får vi ett oändligt antal av dessa termer (de virtuella partiklarna) ). De är en distraktion på denna nivå.

Slutligen förklarade Nuclear_Wizard Casimir-effekten på ett briljant sätt, och jag kommer inte att lägga till det förutom att säga att denna effekt representerar det primära experimentet som validerar teorin. Såvitt jag vet och vid den här tiden har de andra experimenten haft mycket bakgrundsbrus att vada igenom (de letar efter den LÄGSTA energinivån) och har inte gett nästan den experimentella validering som de två plattorna har.

En kritisk punkt som inte är relaterad till din fråga (men på något sätt det accepterade "rätta" svaret), det finns ingen tidsoperatör. Avledningen av det förhållandet beror på något specifika omständigheter relaterade till vågstaternas förfall. Om vi ​​tittar på ett diagram över energierna hos inkommande partiklar kommer det att finnas någon form av distribution - partiklarna har inte alla exakt samma energinivå. Om vi ​​upprepar experimentet och istället tittar på ankomsttiden (som får oss till vågstatusens livstid genom subtraktion) av partiklar (olika inställningar, identiskt förberedd källa), får jag också en fördelning. Heisenberg-ekvationen (i den formen) relaterar osäkerheten (bredden) hos de fördelningar där platsen för toppen representerar mängden av dessa fördelningar. Det finns ingen upplåningsenergi utan bara under en kort tid - Heisenbergs ojämlikhet representerar en grundläggande egenskap hos Fourier Transform och INTE en vakuumenergiutlåning.

Svaret är ganska "Du kan, men varför skulle du".

Det är verkligen möjligt att extrahera energi från vakuumet. Det har studerats, både teoretiskt och experimentellt, med hjälp av en mängd olika metallplattor och andra Casimiresque gizmos.

Problemet är bara att det i princip fungerar som en fjäder. För att genomföra Casimir-effekten måste du först närma dig de två metallplattorna tillsammans och arbeta mot trycket från Casimir-effekten. Du släpper sedan plattorna och ger tillbaka den energin (minus vilken förlust som helst under processen).

Det finns ett antal andra metoder som du kan använda för likvärdiga effekter, såsom oscillerande metallplattor för att avge en (mycket svag) strålning från Casimir-effekten. Men ingen av dem bryter till slut energibesparingen.

Även om jag är säker på att sådana enheter kommer att vara mycket användbara för olika nanotekniska saker.

Redigera: Åh, förresten:

1) Medan kvantiteten vakuum är en bra förklaring till det, det är (förmodligen) inte sant. Du kan hämta Casimir-effekter bara från QED-effekter av högre ordning (du kan inte riktigt ha en Casimir-effekt med metallplattor eftersom de inte är perfekta ledare. Även om du har den topologiska Casimir-effekten i kompakta utrymmen).

2) För vissa källor om olika experimentella prylar som använder Casimir-effekterna kan du prova "Frontiers in Propulsion Physics". Det är en ganska snygg bok som innehåller många experimentella resultat om sådana galna ämnen (vanligtvis negativt tyvärr!), Och den innehåller en hel del referenser om tillämpningar av Casimir-effekten.

Nej ... men det skulle verkligen vara snyggt om det var sant.Vakuumenergi är ett mått på "spänning" i rymdtid.Med tiden, när universum expanderar, minskar spänningen.Intressant är att ju mer spänning desto snabbare rör sig ljuset.Tidigt i universum, efter big bang, var spänningen mycket hög och universum expanderade snabbare än vad vi skulle betrakta ljusets hastighet.I alla fall är spänning ett uttryck för potential mot ett vilotillstånd, definierat av vilotillståndet i det ursprungliga universumet.Att försöka extrahera energi från denna potential skulle vara analogt med att försöka extrahera energi genom att ansluta en ledning till en pol på ett batteri.Om du inte har tillgång till universums ursprungliga vilotillstånd, finns det inget sätt att extrahera energi från vakuumet.

Ja, men nej, eftersom all energi som "uppnåtts" inte bara skulle kunna upptäckas utan skulle aldrig hålla. För varje virtuell partikel finns en virtuell antipartikel. Även om du lyckades "extrahera" energi genom att på något sätt - omöjligt - skörda virtuella partiklar, skulle antipartiklarna bara neutralisera den. Även i ett hypotetiskt-och mycket omöjligt-scenario där man på något sätt kunde "innehålla" antipartiklarna skulle man inte kunna dra någon energi ur det. Det finns flera orsaker till detta. 1. Materie och energi kan varken skapas eller förstöras, bara konserveras och omvandlas till en annan form (e = mc². Det enda skälet till att virtuella partiklar inte bryter mot denna lag, beror på att virtuella partiklar och antipartiklar alltid utplånar varandra strax efter bildandet via kvanttunnel. 2. Virtuella partiklar förblir virtuella såvida inte deras virtuella motsvarighet mot partiklar uppfyller vissa villkor: Den måste vara otillgänglig, den får inte vara i samma världslinje och / eller inte kunna observeras. Detta betyder att för att göra en virtuell partikel "verklig", så att man kan skörda den, måste du bli av med dess antipartikel; som bara kan göras genom interaktion och förintelse med en annan partikel, eller genom att korsa en händelsehorisont. 3. Även om man kunde innehålla en virtuell antipartikel tillräckligt länge för att skörda sin virtuella partikels motsvarighetens energi, skulle det inte finnas någon nettovinst av energi, så snart antipartikeln skulle bli verklig, skulle den "förstöra" all materia och energi motsvarande mängden skördas från dess motsvarighet till positiv energi. Det skulle inte bara vara okonventionellt och överflödigt, utan skulle också vara något annat än ett sätt att "förstöra ett objekt i sin helhet bara för att skörda en liten mängd ekvivalent energi". Det skulle inte vara fri energi, bara ett medel för "quantum tunneling shenanigins".