Kuantum vakumu: Sıfırdan az enerji

0
3573

Enerji, her zaman pozitif değere sahip olması gereken bir olgu. Peki bir ortamdaki tüm parçacıklar, ortamda enerji taşıyabilecek hiçbir şey kalmayıncaya dek çıkarılırsa ne olur? Tamamen boş bir ortamdan enerji elde etmek mümkün müdür?

Popular Science Arşivinden/

Kuantum fiziği bir kez daha sezgilerimize ters düşüyor. Bazı koşullarda – çoğunlukla uzay-zaman konularında- negatif enerjinin varlığına da izin veriliyor. Belçika, Avusturya ve Hindistan’dan üniversite üyelerinin oluşturduğu bir ekip, negatif enerjinin ne ölçüde mümkün olduğunu araştırmaya karar verdi. Sonuçlara göre hangi kuantum teorisi kullanılırsa kullanılsın, evren hangi simetrilerle açıklanırsa açıklansın, enerji çalmanın, daha nazik tabiri ile “borç almanın”, her zaman bir sınırı var. Bölgesel olarak enerji sıfırdan az olabilir, ama tıpkı borç para gibi, bu enerjinin de eninde sonunda ödenmesi gerek.

İTEN ÇEKİM

Viyana Üniversitesi Teorik Fizik Enstitüsünden Prof. Daneil Grumiller, “Genel görelilik kuramına göre enerjinin her zaman, evrenin her noktasında, sıfırdan fazla olduğunu varsaymaktayız” diyor. “Bu, kütle çekiminin son derece önemli bir sonucudur. Enerji kütleye E=mc² formülü ile bağlıdır. Bu nedenle negatif enerji, negatif kütle anlamına gelecektir. Pozitif kütleler birbirini çeker. Ancak negatif kütlelerde çekim bir anda itici güce dönüşecektir.”

Kuantum kuramı ise negatif enerjinin varlığına izin veriyor. “Kuantum fiziğine göre vakumlu bir ortamdan enerji “borç almak” mümkündür” diyor Grumiller. “Uzun süre, bu tür bir enerji kredisinin en fazla ne kadar olabileceğini, ne kadar “faiz oranlarıyla” verildiğini bilmiyorduk. Zaman içinde bu faizlerle ilgili farklı tahminler yapıldı ancak genel kabul gören bir sonuca henüz ulaşılamadı”.

2017 yılında kanıtlanan “Kuantum sıfır enerji koşulu (QNEC)”, bu enerji çalma hadisesine ait sınırları belirlemek için görelilik kuramını ve kuantum fiziğini bir araya getiriyor: Değeri sıfırdan az olan bir enerjiye yalnızca belirli bir değer ve zaman aralığında izin verilir”. Enerji kredi limitimizi doldurmadan bir vakumdan ne kadar enerji borç alabileceğimiz de bir kuantum fiziksel niceliğe yani “dolanıklık entropisine” bağlıdır.

“Bir açıdan dolanıklık entropisi, bir sistemin davranışının, kuantum fiziği ile ne kadar bağlantılı olduğudur” diyor Grumiller: “Eğer kuantum dolanıklığı uzaydaki bir noktada önemli rol oynuyorsa (örneğin bir kara deliğin kenarında), o zaman belirli bir süre boyunca negatif enerji akışı gerçekleşebilir ve negatif enerji de o bölgede mümkün olabilir”

Grumiller, bu özel hesapları Max Riegler ve Pulastya Parekh ile birlikte genelleştirmeye çalışıyor. Daha önce Viyana Teknik Üniversitesinde Grumiller ile birlikte çalışmış olan Max Riegler, şu anda Harvard Üniversitesinde post-doktora yapıyor. Şimdi Hindistan’ın Kanpur Teknoloji Enstütüsünde araştırmalarını sürdüren Pulastya Parekh ise daha önce Viyana Teknik Üniversitesinde çalışmıştı.

“Daha önceki tüm tahminler, Özel Görelilik simetrilerinden faydalanılan kuantum kuramlarına dayalı idi. Biz ise negatif enerji ve kuantum dolanıklık arasındaki bu bağlantının çok daha genel bir olgu olduğunu gösterebildik” diyor Grumiller ve ekliyor: “Vakumlu bir ortamdan sonsuz miktarda enerji elde etmeye olanak tanımayan enerji koşulları, simetriler ne olursa olsun, çok farklı kuantum teorileri için geçerli”.

Enerjinin korunumu yasası hala geçerli. Grumiller açısından bunun, gaipten enerji üreten esrarengiz sürgit devinim (devridaim) makinaları ile bir alakası yok; onlar sadece bazı ezoterik çevrelerin inandığı şeyler: “Doğanın -sınırlı bir zaman ve koşul altında- sıfırdan daha az enerjinin var olmasına izin vermesi, enerjinin korunumu yasasının çiğnendiği anlamına da gelmiyor. Belirli bir konumda negatif enerji akışının mümkün kılınabilmesi için bunu telafi edebilecek pozitif enerji akışının da yakınlarda bir yerde bulunması gerek”.

 

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here