Fluctuația cuantică
În fizica cuantică , o fluctuație cuantică , sau fluctuația cuantică a vidului , este schimbarea temporară a nivelului de energie într-un anumit punct al spațiului, explicată prin principiul incertitudinii lui Heisenberg care permite crearea spontană a unei perechi virtuale formate dintr-o particulă și o antiparticulă .
Pentru a înțelege acest fenomen, trebuie să înțelegem natura vidului spațial conform teoriei câmpului cuantic . Vidul este umplut cu unde electromagnetice fluctuante. Vacuumul ar fi ca un ocean în care fluctuațiile ar fi reprezentate de valuri pe suprafața sa. Întregul apare plat la prima vedere, dar mai aproape observăm mici fluctuații. Undele produse au toate lungimile de undă posibile. Prin urmare, vidul conține o anumită cantitate de energie datorată fotonilor pe o scară atomică numită „ energie punct zero ”.
În analogia undelor, crearea spontană a unei perechi virtuale formate dintr-o particulă și o antiparticulă ar fi un pic ca crearea unei unde de undă pe un corp de apă calm și plat. Aceasta are o undă superioară deasupra nivelului apei și o parte inferioară sub nivelul apei, reprezentând exact opusul undei superioare comparativ cu nivelul apei.
Fluctuațiile cuantice ar fi putut fi la originea însăși structurii Universului . Într-adevăr, conform modelului inflației cosmice, fluctuațiile care au existat imediat după Big Bang au fost amplificate și au fost sursa structurilor observate în prezent. Această energie de vid ar putea fi cauza expansiunii accelerate a Universului și ar putea explica constanta cosmologică .
Conform uneia dintre formulările principiului, energia și timpul pot fi legate prin:
Această relație arată că energia poate fi creată într-un timp foarte scurt, fără a încălca niciun principiu de conservare a energiei . Din punct de vedere al undei , energia unui câmp poate varia într-o perioadă scurtă: spunem că valoarea energiei fluctuează.
Alte cantități sunt legate de incertitudini cu privire la valoarea lor și, prin urmare, pot fluctua, în general în jurul valorii medii.