کسی میدونه انرژی نقطه صفر چیه؟؟

[Virologist]

سلام
درباره این موضوع تحقیق زیادی کردم و به جز یه مقاله بسیار تخصصی و توضیحات ویکی چیزی پیدا نکردم
کسی هست که بتونه با زبان ساده اونو توضیح بده

[New Astronomer]

سلام

میدانیم همه ذرات مادی از جمله اتمها در هر دمایی نوساناتی دارند که میشه آن را به نوسانات یک سیستم جرم-فنر تشبیه کرد:



فیزیک کلاسیک پیش بینی میکند که در صفر مطلق (صفر درجه کلوین) انرژی جنبشی همه ذرات به صفر می‌رسد:

E=(3/2)kT

طبق این رابطه اگر دما صفر شود، بناچار انرژی نیز صفر شده و ذره باید کاملاً از حرکت و نوسان بایستد. بنابراین طبق پیشگویی فیزیک کلاسیک در صفر مطلق سطح انرژی ذرات کاملاً صفر بوده و هیچگونه نوسانی نیز وجود ندارد.

اما در مکانیک کوانتوم، کاربرد معادله شرودینگر در تحلیل یک نوسانگر هارمونیک ساده نشان میدهد که پایین‌ترین سطح انرژی نوسانی یک ذره هیچگاه حتی در صفر مطلق نمی‌تواند صفر باشد! و در صفر مطلق ذره هنوز دارای مقداری انرژی بنام "انرژی حالت پایه" (Ground State Energy) یا همان انرژی نقطه صفر است (Zero-point Energy).



در این رابطه:
ω فرکانس زوایه‌ای نوسان (ω=2Π/T)،
ħ ثابت پلانک کاهیده (h/2Π)،
و n سطح انرژی کوانتومی ذره را نشان می‌دهد. (...,n=0,1,2,3)

اگر 0=n آنگاه انرژی حالت پایه برابر خواهد بود با:



...........................................................................T=0 => E≠0 => ω≠0

این مقدار انرژی حالت پایه (حداقل سطح انرژی) همواره وجود دارد و حتی در صفر مطلق نیز ذره مقداری نوسان دارد! (Zero-Point Vibration)

امیدوارم این توضیحات اندک و البته بسیار خلاصه مفید باشه/.