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Visualizzazione 3D delle fluttuazioni quantistiche

In meccanica quantistica le fluttuazioni quantistiche sono mutamenti temporanei nello stato (di energia) dello spazio vuoto, in accordo con il principio di indeterminazione di Heisenberg.[1]

Ciò consente la creazione di coppie particella-antiparticella di particelle virtuali. Gli effetti di queste particelle sono misurabili, ad esempio, nella carica effettiva dell'elettrone, diversa dalla sua carica "nuda".

PrincipiModifica

In base al principio di indeterminazione, l'energia e il tempo possono essere correlati tra loro dalla relazione[2]

 

Questo significa che la conservazione dell'energia può essere violata, ma solo per brevissimi periodi di tempo (minore è l'energia presente nella fluttuazione, tanto più a lungo essa può persistere). L'indeterminazione quantistica permette l'apparizione dal nulla di piccole quantità di energia, sempre a condizione che esse scompaiano in un tempo molto breve. Questa energia può assumere la forma di coppie di particelle e antiparticelle di vita molto breve, ad esempio una coppia elettrone-positrone. Gli effetti di queste particelle sono misurabili, come la carica dell'elettrone, differenziandola dal suo valore assoluto privo del segno.

Si può anche dire che l'energia è sempre conservata, ma gli autovalori dell'operatore hamiltoniano dell'energia osservabile non sono gli stessi (cioè non commutano) degli operatori numerici delle particelle.

Le fluttuazioni quantistiche avrebbero giocato un ruolo molto importante nel determinare la struttura dell'universo primordiale dopo il Big Bang: nel modello dell'inflazione cosmica le strutture esistenti al momento dell'inflazione sarebbero state amplificate dalle fluttuazioni, formando la base di tutta la struttura attualmente osservabile.

NoteModifica

BibliografiaModifica

  • Lawrence B. Crowell: Quantum fluctuations of spacetime. World Scientific, Singapore 2005, ISBN 978-981-256-515-0
  • Robert W. Carroll: Fluctuations, information, gravity and the quantum potential. Springer, Amsterdam 2006, ISBN 978-1-4020-4003-0
  • Helmut Hetznecker: Kosmologische Strukturbildung - von der Quantenfluktuation zur Galaxie. Spektrum Akad. Verl., Heidelberg 2009, ISBN 978-3-8274-1935-4
  • E. Calloni, (et al.): Vacuum fluctuation force on a rigid Casimir cavity in a gravitational field. Physics Letters A,Volume 297, Issues 5-6, 20 Mai 2002, S.328-333 Abstract[collegamento interrotto] in arxiv
  • L. H. Ford, (et al.): Focusing vacuum fluctuations. II. Phys. Rev. A, Volume 66, Issue 6, 062106 (2002) Abstract in arxiv

Voci correlateModifica

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