Campo di punto Zero

A -273 gradi Celsius nel vuoto cosmico, secondo la fisica Newtoniana, tutto il movimento atomico e molecolare dovrebbe cessare e non si dovrebbe misurare energia.

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Invece di trovare una completa assenza di energia, come atteso, la scienza dei quanti ha rivelato la presenza di un mare onnipervadente di energia quantistica nell’universo che il Dr.Harold Puthoff fisico e scienziato americano della Cambridge University ha chiamato “calderone ribollente” di energia e gli venne dato il nome “zero point energy (ZPE)”.

La cosa mi ha incuriosito e sono andato ad informarmi.
A dire il vero non ho trovato un gran che. Né articoli di qualificati informatori scientifici nostrani. Quindi riporto quello che ho capito leggendo quel poco che ho trovato, anche se già vedo che a molti interessa poco. Ma lo dico lo stesso, specie al mio cane che non può sottrarsi.

Il primo dubbio che mi è venuto in mente è se stiamo parlando della forza oscura, la cosiddetta energia oscura, o di altro.

L’energia oscura (dark energy per dirla in inglese come si conviene  per essere al passo con i tempi, altrimenti non sei nessuno) è una energia negativa (ovvero contraria alla forza di attrazione, quindi repulsiva) diffusa in tutto lo spazio. Praticamente serve a colmare la mancanza di materia-energia presente nello spazio non osservabile, come pure per giustificare le osservazioni di un universo in espansione più del dovuto.

In fisica, lo “zero point energy ” (energia del punto zero) è il più basso livello energetico possibile in un sistema quantistico.

Quindi l’energia oscura non c’entra nulla con il campo di punto zero.
Allora cos’è di preciso e cosa c’entra con lo spazio?

Per prima cosa ricordo che in meccanica quantistica le particelle subatomiche hanno un comportamento bizzarro e imprevedibile (principio di indeterminazione di Heisenberg).

In pratica il vuoto subatomico è permeato da un mare di fluttuazioni quantistiche che creano coppie di particelle e anti-particelle virtuali che si annichiliscono in un tempo inversamente proporzionale alla propria.
Non solo i fotoni ma anche tutti i tipi di particelle elementari sembrano spuntare dal nulla. Sembrano venire da un mare di fluttuazioni quantistiche per alcuni millesimi o milionesimi di secondo per poi sparire ancora nel vuoto. Queste particelle esotiche sono state chiamate “particelle virtuali” dato che non sono abbastanza stabili per rimanere nella nostra realtà.

L’oscillazione delle particelle subatomiche si crede essere causato da un qualcosa chiamato “campo di punto zero”. In modo casuale i fotoni virtuali saltano indietro e avanti tra il campo di punto zero e il nostro mondo fisico. Collidono e sono assorbiti dalle particelle subatomiche che saranno eccitate in uno stato superiore. Dopo alcuni nanosecondi l’energia viene nuovamente rilasciata tramite un altro fotone virtuale che torna al campo di punto zero. Il fotone è chiamato fotone virtuale dato che viene e va dal campo di punto zero e non rimane nel mondo materiale. Viene solo usato nello scambio energetico tra il campo di punto zero e il mondo materiale.

La energia rilasciata è pari a:

energia del vuoto Dove “h” è la costante di Planck e “v” è la frequenza emessa dalle particelle.

Conseguenza di ciò è che tutti i contributi dati dalle fluttuazioni quantistiche a tutte le energie e lunghezze d’onda si ottiene una quantità di energia per unità di volume.

Ora, questo piccolo scambio tra particelle non genera molta energia, è circa la metà di un vatt. Ma se moltiplichiamo tutte le particelle subatomiche che si scambiano energia nell’universo si trova una immane quantità di energia nello spazio vuoto.

John Wheeler e Richard Feynman della Princeton University hanno valutato l’energia di punto zero per la prima volta. Usando la famosa equazione di Einstein E=m*c2 si ottiene una energia di 1094 gr/cm(dieci elevato alla 94esima potenza).
Sbalorditivo.
Questa è più materia per cm cubico della totale massa dell’universo intero! Praticamente  una tazzina di energia di punto zero è sufficiente a portare tutti gli oceani al punto di ebollizione.

Conclusione: Lo spazio vuoto non è vuoto Il vuoto in realtà è un pieno. Contiene un’abbondanza di energia, la “zero point energy”. Esiste una fluttuazione di energia cosmica che va e viene tra il mondo reale fisico e il campo di punto zero, una creazione e distruzione costante di materia dal vuoto.

Quindi, secondo la teoria quantistica il termine energia di punto zero è sinonimo di energia del vuoto.
Il campo di punto zero è una schiuma di particelle virtuali e fotoni. Il nostro universo non è mai a riposo e nemmeno lo spazio vuoto. L’energia posseduta dal vuoto cosmico è spaventosamente grande.

Ora, non so se tutto questo è accettato dalla comunità scientifica, e mi viene anche un dubbio, cioè:  sembra di vivere in un enorme mare di energia e non la notiamo, com’è possibile?
Questo lo spiego appena mi sono chiarito le idee.  E se il mio cane è interessato, ovviamente.


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Ingegnere. Io sono responsabile di quello che dico, non di quello che capisci tu. (Massimo Troisi)
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10 risposte a Campo di punto Zero

  1. bel articolo Bruce..🙂

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  2. bruce ha detto:

    Grazie Ernesto.
    Mi piace la tua nuova veste grafica su EGA blog.

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  3. MARGHIAN ha detto:

    Ciao Bruce. E’ vero, l’energia di punto zero e’proprio quel “minimo” livello di energia, appunto “prossima allo zero” ma superiore allo Zero e dalla qual cosa deriva un potenziale enorme. Anche HIggs, descrivendo il “suo” bosone prima della sua effettiva scoperta, fere riferimento all’energia di punto zero, pur senza nominarla: “mi stupirei invece se la mia particella non esistesse, in quanto esiste ovunque un minimo di energia… il bosone, pertanto, deve esistere..” Energia di punto zero, “energia del vuoto”, Un livello di energia appena diverso dal livello zero e’ anche alla base di un curioso effetto, previsto da un certo Casimir e verificato poi nella pratica, con due piastrine messe parallelamente una di fronte all’altra che per effetto delle fluttuazioni quantiche, si muovono. Questa energia “del vuoto “ è chiamata in causa anche per via della capacità che avrebbe il vuoto di inibire o di stimolare l’ emissione spontanea di fotoni da parte di atomi eccitati, nonché anche per la “radiazione di Hawking” (derivante da coppie di particelle che nascono “dal nulla” e che, nei pressi di un buco nero, verrebbero “separate” facendo si’ che una ci cada dentro e l’altra viaggia come radiazione termica…).
    Stephen Hawking parla anche di un “nulla energetico”. Altro modo, molto bello, di definire questa cosa.

    “Non solo i fotoni ma anche tutti i tipi di particelle elementari sembrano spuntare dal nulla” mi ricorda le parole di Zichichi: “e’ da qeusti spazi fittizi che nascono la forza elettromagnetica, la forza nucleare…”. Non che io lo avessi capito, ma non escludere che ci foffe un riferimento al campo di puntozero. Disse anche “..particelle virtuali che producono effetti reali…”. Tutto molto interessante e soprattutto affascinante. Ciao.

    Marghian

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    • bruce ha detto:

      Bravo e grazie marghian.
      Hai fatto bene a fare riferimenti al bosone di Higgs, all’esperimento di Casimir, alla radiazione di Hawking che avevo tralasciato.
      Altri effetti derivanti dall’energia di punto zero sono la Forza di van der Waals, lo spostamento di Lamb-Retherford, tutte applicazioni facente parte della teoria quantistica dei campi come ci dice anche wikipedia a conferma che non si parla del nulla.
      Buona giornata

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      • MARGHIAN ha detto:

        Ciao.Ho leggiucchiato qualcosa sullo “spostamento di Lamb-Retherford” e sulla “forza di van der Waals”, roba per addetti ai lavori-comunque interessantissima- ma che aiutano a comprendere quanto sia importante la “Zero Point Energy” o ZPE. Le forze di Wan der Waals, ad esempio, sono deboli se comparate ai legami chimici, ma rivestono notevole importanza in nanotecnologia o scienza delle superfici. Chissà se un giorno non sfrutteremo questo campo di punto zero per fini pratici (vedi effetto Casimir).

        “Filosoficamente” parlando, l’universo stesso puo’ avere avuto origine da una fluttuazione quantica in un “mare” di particelle virtuali, uno “spazio” fatto di particelle non barioniche- non massive e che durano nel tempo come i protoni-. Possono esistere tanti “universi potenziali”, pronti ad espandersi. Ciao.

        Marghian

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        • bruce ha detto:

          “… roba da addetti ai lavori … ”
          In realtà questi effetti sono noti ad uno studente (attento) universitario di materie prettamente scientifiche. Teorie ed esperimenti che vivono il loro momento di gloria con l’avvento della meccanica quantistica. Materia ancora molto …. oscura.

          Poi succede che qualcuno vuole attribuirgli origini di cui ancora non si sa nulla.
          Altri, tanto per fare un esempio, si spingono fino ad attribuire proprietà teologiche al campo di punto zero. Forse ne parlerò in uno dei miei prossimi post.
          Buona giornata

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  4. gabriarte ha detto:

    scusa bruge una domanda da una che fatica acapire ma nello scambio di queste particelle dal campo di punto zero al campo fisico c’è uno scambio di energia o si forma l’energia che poi viene attirata nel campo fisico? grazie ciao

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    • bruce ha detto:

      Cara Gabri, te devi essere una persona estremamente pratica che va diretta alle cose, senza fronzoli.

      Ai fisici teorici e nucleari interessa la scoperta. Ci sono poi altre categorie quali l’ingegneria che traduce in pratica tali scoperte per la nostra utilità quotidiana. Faccio esempio l’elettromagnetismo, uno per tutti.
      Ci sono poi cose di difficile applicazione, alcune per la mancanza di una adeguata tecnologia, altre perchè sono ancora difficili da capire a fondo.
      Dei fulmini per esempio, conosciamo tutto, sono una cosa naturale e praticamente a portata di mano. Eppure non riusciamo ad utilizzarli per mancanza di una tecnica che li possano immagazzinare e sfruttare. Forse un giorno (speriamo presto) gli ingegneri ci riusciranno.

      Diversamente sono le cose che attualmente sono solo nella “penna” degli scienziati. Parlo della energia oscura e della materia oscura che si da per certo della loro esistenza, ma che ancora sono lontane da essere comprese pienamente e il modo di utilizzarle.
      Figuriamoci della energia del punto zero che investe il mondo quantistico, ovvero il mondo dello ….. sconosciuto.

      Ovviamente è nello spirito umano andare sempre avanti, cercare l’utilizzo pratico se si parte dal principio che sono “cose” naturali (ed energia nel nostro caso) messe a “nostra” disposizione.
      Tuttavia quando saranno a nostra disposizione, noi non ci saremo e nemmeno le nostre prossime generazioni.
      Buona giornata.

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  5. MARGHIAN ha detto:

    Ciao Bruce. Tu scrivi giustamente: “In realtà questi effetti sono noti ad uno studente (attento) universitario di materie prettamente scientifiche”. Roba-anche- per futuri..addetti ai lavori, diciamo così. “si spingono fino ad attribuire proprietà teologiche al campo di punto zero”. Beh, non ti devi “stupire”, perché la meccanica quantistica viene scomodata perfino per lo spiritismo, “l’anima e’ fatta di particelle quantistiche”…”il nostro spirito è un corpo eterico di pura energia”, ed i buddhisti cavalcano anche il “principio di indeterminazioine” per sostenere il loro dogma “la realtà sensibile non esiste, anche secondo la fisica quantistica, la realtà ….” eccetera eccetera. Ciao.

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