Energia punctului zero, de la vis la realitate?

Categoria părinte: Articole
04. 01. 01

Evaluare utilizator: 5 / 5

Steluță activăSteluță activăSteluță activăSteluță activăSteluță activă
 
Free Energy, Zero Point Energy, ZPE - un punct de vedere subatomicExista mai multe predictii teoretice care lasa sa se intrevada implementarea pe scara larga in viitorul apropiat a unor noi tipuri de surse energetice, bazate pe extragerea energiei utile din substraturile energetice ale lumii subatomice. La baza lor stau descoperirile din fizica cuantica si cea relativista, sursa primara fiind, in acest caz, ceea ce fizicienii denumesc vidul cuantic, radiatia de 0 K (zero point energy) sau continuumul spatio-temporal.

Cu toate acestea, foarte putini fizicieni sau ingineri participa pe plan mondial la proiecte de dezvoltare energetica dincolo de tehnologia nucleara. Este o evidenta dureroasa ca energia punctului zero nu este luata in considerare de majoritatea oamenilor de stiinta ca fiind o sursa serioasa de energie care sa merite a fi dezvoltata. Cu toate acestea, am considerat utila trecerea in revista a princapelor dovezi ce pun in evidenta existenta unei noi surse de energie, nelimitata si necombustibila, singura cunoscuta pana in prezent: energia punctului zero.

Energia punctului zero (EPZ) este un fenomen natural universal de o mare importanta a carui studiere a inceput odata cu dezvoltarea de-a lungul istoriei a ideilor despre vid. In secolul al 17-lea s-a crezut ca se poate obtine un volum complet vid de spatiu prin simpla eliminare a tuturor gazelor. Acesta a fost primul concept general acceptat al notiunii de vid. Mai tarziu, in secolul 19, a devenit evident ca regiunea golita de gaze contine inca radiatie termica. In consecinta, pentru gaditorii vremii a aparut ideea ca eliminarea acestei radiatii termice s-ar putea obtine prin racire. Asa s-a ajuns la un al doilea concept pentru obtinerea vidului absolut: racirea pana la zero absolut a zonei din spatiu din care au fost eliminate gazele. Obtinerea unei temperaturi zero absolut (-273ºC) era mult peste posibilitatile vremii, asa ca problema parea rezolvata. In secolul 20, atat teoria cat si practica au aratat ca exista o radiatie non-termica care persista in vid chiar daca temperatura poate fi coborata pana la zero absolut. Acest concept clasic explica numele de “radiatie a punctului zero”.

In 1891, cel mai mare savant in domeniul energiei electrice, cu o remarcabila gandire vizionara, Nicola Tesla declara: “Peste tot in spatiu este energie. Aceasta energie este statica sau cinetica? Daca este statica, sperantele noastre sunt in van; daca este cinetica – si noi stim cu siguranta ca este – este doar o chestiune de timp pana cand omul va reusi sa-si conecteze masinariile la energiile Naturii. Vor trece multe generatii pana atunci, dar pana la urma masinariile noastre vor fi puse in miscare de o energie disponibila in orice punct din Univers.”

EPZ este din ce in ce mai studiata in fizica moderna. Subiectul este in prezent abordat cu un entuziasm apreciabil si se pare ca nu sunt foarte multe dezbateri asupra ideii ca vidul poate fi valorificat in cele din urma ca sursa de energie. Intr-adevar, abilitatea stiintei de a furniza metode din ce in ce mai complexe si mai subtile de valorificare a energiilor nevazute are o reputatie extraordinara. Intr-adevar, cine ar fi putut prezice energia atomica acum 100 de ani?”, afirma renumitul fizician american T. Valone.

Un experiment relevant pentru demonstrarea existentei EPZ este racirea heliului la cateva milionimi de grad de temperatura zero absolut. Chiar si in aceste conditii, heliul ramane lichid. EPZ este singura sursa de energie care poate face ca heliul sa nu inghete.
In afara explicatiilor clasice referitoare la EPZ ca cele de mai sus, exista si deduceri riguroase din fizica cuantica ce dovedesc existenta acesteia. “Este posibil sa obtinem o estimare destul de buna a EPZ chiar si utilizand numai principiul nedeterminarii.” Asa cum reiese din ecuatia (1) constanta lui Planck h (6,63 x 10-34 juli-sec) ofera fizicienilor dimensiunea celei mai mici cuante. Aceasta este deasemenea si principalul ‘ingredient’ in principiul nedeterminarii. Un obiect se afla la minimul nederminarii dintre pozitia x si momentul p exprimat ca:
Δx · Δp ≥ h/4 (1)

In mecanica cuantica constanta lui Planck se regaseste si in descrierea miscarii particulelor. “Oscilatorul armonic pune in evidenta efectele EPZ asupra materiei. Oscilatorul consta intr-un electron atasat de un resort ideal, fara fecare. Cand electronul este pus in miscare, el oscileaza in jurul pozitiei sale de echilibru, emitand radiatie electromagnetica la frecventa sa de oscilatie. Radiatia disipa energie si, in absenta EPZ si la o temperatura de zero absolut, la un moment dat electronul trebuie sa se opreasca. In fapt, radiatia punctului zero da in mod continuu impulsuri aleatoare electronului astefel incat acesta nu se opreste niciodata. EPZ ii da oscilatorului o energie medie egala cu frecventa oscilatiei inmultita cu jumatate din constanta lui Planck .”

In orice caz, in privinta campului de punct zero poate fi formulata urmatoarea intrebare: “Ce oscileaza si care este marimea sa?”. Pentru a raspunde la aceasta intrebare au fost emisie mai multe teorii. Putem face aici referire la lucrarile unor pionieri ai acestui domeniu: HBG Casimir, Fabrizio Pinto, Frank Mead si Peter Milonni.

Pe plan mondial au fost raportate preocupari si unele rezultate in privinta identificarii unor modalitati fezabile de conversie a energiei punctului zero intr-o forma utilizabila, cum ar fi “fluctuation-driven transport of an electron ratchet”, “quantum Brownian nonthermal rectifiers”, motorul Photo-Carnot etc.

Problema ramane insa deschisa pana la aparitia primelor rezultate de ordin macroscopic, reproductibile si sustinute de o teorie coerenta.