Однако в нем также выдвигалось весьма своеобразное положение — электрон может иметь как положительную, так и отрицательную кинетическую энергию. Кроме того, когда был принят во внимание принцип исключения Паули, можно было представить себе целое море с бесконечным числом электронов с отрицательной кинетической энергией.
Это был первый раз, когда физика указала на существование отрицательной энергии. Но как энергия может быть отрицательной? А если отрицательная энергия существовала, то почему мы не видим и не чувствуем ее присутствия?
Чтобы объяснить свои выводы, Дирак заявил, что в природе квантовые состояния положительной энергии точно уравновешиваются квантовыми состояниями отрицательной энергии. Таким образом, чистый эффект остается нулевым, и поэтому мы не можем видеть или чувствовать воздействие отрицательной энергии в обычных повседневных условиях.
Однако он предположил, что если бы можно было создать идеальный вакуум, в котором были бы устранены все эффекты положительной энергии, то можно было бы подтвердить присутствие моря Дирака и, следовательно, отрицательной энергии.
Но создание идеального вакуума в то время казалось невозможным, а значит, существование отрицательной энергии не могло быть доказано. Это бросило тень сомнения на само понятие отрицательной энергии. Многие ученые начали подвергать сомнению вероятность ее существования, пока голландский физик Хендрик Казимир с помощью новаторского эксперимента не смог показать, что она действительно существует.
Открытие отрицательной энергии: эффект Казимира
Хотя его уравнение предсказывало существование отрицательной энергии, Дирак не смог экспериментально проверить это предсказание. Таким образом, отрицательная энергия оставалась только теорией, пока в 1948 году Хендрик Казимир не предложил эксперимент, который мог бы продемонстрировать эффекты, производимые отрицательной энергией.
Он утверждал, что если бы эффекты гравитации и электромагнетизма были сведены на нет, то был бы создан почти чистый вакуум, в котором эффекты отрицательной энергии проявились бы наблюдаемым образом в форме чего-то, известного как эффект Казимира. Ниже показано, как можно экспериментально наблюдать эффект Казимира.
Экспериментальная установка
Две чрезвычайно тонкие и легкие плоские металлические пластины помещены в вакуум. Они расположены параллельно друг другу и находятся на очень небольшом расстоянии друг от друга. Как правило, расстояние между ними должно быть всего 10 -6 м, чтобы эффект Казимира работал.
Их небольшой вес значительно снижает действие гравитации и, находясь в вакууме, на них не может действовать никакая другая сила. Наконец, обе эти пластины заземлены с помощью проводов, соединенных с землей, чтобы снять с них любой заряд. Таким образом, эффекты электричества и магнетизма также сведены на нет, и две пластины теперь находятся почти в чистом вакууме.
Комментарии 12
David Lindley ."Квантовая пена" скрывает
https://www.academia.edu/40472740/гигантскую космическую энергию
Ведь это только вы мирок нелепый свой
Считаете за всё, за центр всего творенья!
А я -- лишь части часть, которая была
В начале всё той тьмы, что свет произвела,
Надменный свет, что спорить стал с рожденья
С могучей ночью, матерью творенья.
Но всё ж ему не дорасти до нас!
Что б он ни породил, всё это каждый раз
Неразделимо связано с телами,
Произошло от тел, прекрасно лишь в телах,
В границах тел должно всегда остаться,
И -- право, кажется, недолго дожидаться --
Он сам развалится с телами в тлен и прах. "
(«Фауст» И.В.Гёте)