1樓：匿名使用者
物理中，零點能量（可簡稱零點能）是量子力學所描述的物理系統會有的最低能量，此時系統所處的態稱為基態；所有量子力學系統都有零點能量。這個詞彙起源於量子諧振子處在基態時，量子數為零的考量。 在量子場論中，這個詞彙和真空能量是等義詞，指的空無一物的空間仍有此一定能量存在，對一些系統可以造成擾動，並且導致一些量子電動力學會出現的現象，例如蘭姆位移與喀希米爾效應；它的效應可在奈米尺度的元件直接觀測的到。
在宇宙論中，真空能量被視為宇宙常數的**，和造就了宇宙加速膨脹的暗能量相關。 因為零點能量是一系統可能持有的最低能量，因此此項能量是無法自系統移除。儘管如此，零點能量的概念以及自真空汲取「免費能量」的可能性引起了業餘發明者的注目——許多「永動機」或稱「免費能量裝置」等的提案都運用這項概念來解釋。
這項熱潮以及相伴的趣味理論詮釋促成了大眾文化中「零點能量」概念的成長，常出現在科幻書刊、遊戲、電影等處。
[編輯本段]歷史
於2023年，馬克斯·普朗克匯出單一「能量輻射子」("energy radiator")的能量式，能量輻射子即一個振動原子單元(vibrating atomic unit)： 此處h為普朗克常數，ν為頻率，k為玻爾茲曼常數，以及t為溫度。 於2023年，利用此式的基礎，阿爾伯特·愛因斯坦與奧圖·史特恩(otto stern)發表了一篇極重要的**，首次提出所有振子在絕對零度時，仍存有的一種殘餘能量。
他們以「殘餘能量」("residual energy")稱之，也用德文的nullpunktsenergie稱呼，隨後翻譯為零點能量。他們做出了對於氫氣在低溫的比熱分析，結論為：對於相關資料的最佳說明，是當振動能量採取如下形式：
因此，根據這樣的表示法，即使在絕對零度，原子系統的能量仍有值½hν。 基礎物理 在經典物理中，系統能量是種相對性的描述，必須按照與某個特定給定狀態(常稱為「參考態」)的相對關係來定義才有意義。通常的設定是將靜止系統定為零能量，不過這種作法是任意性的。
在量子物理中，將能量與系統的哈密頓算符期望值做連結是很自然的作法。幾乎所有量子力學系統，此算符的最低可能期望值通常不為零；此值即稱為零點能量。 最小能量不為零的起源可以透過海森堡不確定原理來直觀瞭解。
此原理指出一量子粒子的位置與動量不可以同時被無限精確地得知。如果粒子被限制在無限深方形阱，則它的位置至少是部份清楚的——它必須在阱裡。因此可以推論：
粒子在阱裡動量不能為零，否則不確定原理會被違反。又因為移動粒子的動能正比於速度平方，所以也不會是零。然而此例卻不能用到自由粒子上，自由粒子的動能值可以是零。
[編輯本段]零點能量的各種形式
零點能量的概念出現在許多場合，而對這些場合做出區分是重要的，此外尚有許多與零點能量有密切關係的概念。 在普通量子力學中，零點能量是系統基態所具有的能量。這樣的例子中最有名的是量子諧振子基態所具有的能量e=1/2hw。
更精準地說，零點能量是此係統哈密頓算符的期望值。 在量子場論中，空間的織構(fabric)可以視作是由場所組成，而場在時間與空間中各點是個量子化的簡諧振子，並且有相鄰振子的相互作用。在這情況下，空間中各點都各有的貢獻，導致技術上為無限大的零點能量。
又一次，零點能量是哈密頓算符的期望值，但在這裡，「真空期望值」這個詞彙更常使用，而能量稱為真空能量。 在量子微擾理論，有時候會說：基本粒子傳遞子(propagator)的單圈(one-loop)與多圈費曼圖貢獻，是來自於真空漲落(vacuum fluctuation)或者說來自於零點能量對於粒子質量的貢獻。
[編輯本段]實驗證據
要證明零點能量存在，量子場論中最簡單的實驗證據是喀希米爾效應(casimir effect)。此效應是在2023年由荷蘭物理學家亨得裡克·喀希米爾(hendrik b. g.
casimir)所提出，其考慮了一對接地、電中性金屬板之間的量子化電磁場。可以在兩塊板子間量測到一個很小的力，這種力——稱之為喀希米爾力，可直接歸因於板子間電磁場的零點能量變化所造成。 喀希米爾效應一開始被視作不易探測，因為它的效應只能在極小距離被看到，然而此效應在奈米科技的重要性逐日增加。
不僅是特殊設計的奈米尺度裝置可輕易又精準地測量到喀希米爾效應，在微小裝置的設計以及製程中，此一效應的影響也逐漸需要被考慮進去，以其會對奈米裝置施加不小的力及應力，使得裝置被彎折、扭轉、相黏和斷裂。 其他的實驗證據包括有原子或核子的光（光子）自發放射(spontaneous emission)、原子能階的蘭姆位移(lamb shift)、電子旋磁比(gyromagnetic ratio)的異常值(anomalous value)等等。
[編輯本段]引力與宇宙學
在物理宇宙學中，零點能量對於臆測為正值的宇宙常數提供了有意思的課題。簡單說，若此能量真的存在，則其應當會施以引力。在廣義相對論中，質量與能量等價；任何一者都會產生引力場。
這種關係聯結其中一個最明顯的困難是真空的零點能量是大得荒謬。天真地說，它是無限大的。不過可以辯稱說：
普朗克尺度下的新物理會讓它在那樣的尺度下有個截止點(cut-off)。即便如此，仍會有相當大的零點能量使得時空有明顯的彎曲，而與現實相矛盾。對於此情形，至今沒有簡單的解決辦法，而將「理論上似乎相當大的空間零點能量」，以及「觀測到宇宙常數為零或很小」這兩個情形作調和，是理論物理學中的重要問題之一，而這也變為對於萬有理論候選者評比的一項標準。
[編輯本段]推進理論
另一個零點能量研究領域是在於如何用它來產生推進。美國國家航空航天局(nasa)與英國航太公司(british aerospace)兩個單位都有相關研究計劃，不過要做出可用的技術仍有相當遙遠的路要走。要在此領域中取得任何的成功，就必須能做到對量子真空製造出斥力效應(repulsive effect)；根據理論是可能的，而製造以及測量出這樣效應的實驗規劃在未來要進行。
rueda、haisch及puthoff[3][4][5]三人提出了一個加速中的質量體會與零點場相互作用，製造出一種電磁阻滯力(electromagnetic drag force)，而產生了「慣性」此一現象；細節參見隨機電動力學(stochastic electrodynamics)。
[編輯本段]「免費能量」裝置
喀希米爾效應使得零點能量成為一個沒有爭議、且科學界普遍接受的現象。然而「零點能量」一詞卻已經與一些具有爭議性的領域牽扯上關係：設計與發明出所謂的「免費能量」裝置("free energy" devices)，概念上與過去永動機(perpetual motion machines)有某種程度上的相似，在發展的成功度也相類似。
在外國有許多業餘愛好者投入研究，宣稱有一定成果，甚至有專門討論免費能量的網路論壇。這些人自創了一個字用來形容這類裝置，叫做overunity，是指某個裝置的輸出能量大於輸入能量。也有許多公司宣稱成功研發這類裝置。
但是目前科學界似乎不接受這類發明與發現，這類公司也被批評為詐騙集團。
2樓：匿名使用者
簡單說按照量子理論，粒子在絕對零度時也會不停振動，這種振動的能量被稱為零點能
物理中，零點能量（可簡稱零點能）是量子力學所描述的物理系統會有的最低能量，此時系統所處的態稱為基態；所有量子力學系統都有零點能量。這個詞彙起源於量子諧振子處在基態時，量子數為零的考量。 在量子場論中，這個詞彙和真空能量是等義詞，指的空無一物的空間仍有此一定能量存在，對一些系統可以造成擾動，並且導致一些量子電動力學會出現的現象，例如蘭姆位移與喀希米爾效應；它的效應可在奈米尺度的元件直接觀測的到。
在宇宙論中，真空能量被視為宇宙常數的**，和造就了宇宙加速膨脹的暗能量相關。
零點能量是什麼
3樓：紫薇參星
物理中，零點能量（可簡稱零點能）是量子力學所描述的物理系統會有的最低能量，此時系統所處的態稱為基態；所有量子力學系統都有零點能量。這個詞彙起源於量子諧振子處在基態時，量子數為零的考量。 在量子場論中，這個詞彙和真空能量是等義詞，指的空無一物的空間仍有此一定能量存在，對一些系統可以造成擾動，並且導致一些量子電動力學會出現的現象，例如蘭姆位移與喀希米爾效應；它的效應可在奈米尺度的元件直接觀測的到。
在宇宙論中，真空能量被視為宇宙常數的**，和造就了宇宙加速膨脹的暗能量相關。 因為零點能量是一系統可能持有的最低能量，因此此項能量是無法自系統移除。儘管如此，零點能量的概念以及自真空汲取「免費能量」的可能性引起了業餘發明者的注目——許多「永動機」或稱「免費能量裝置」等的提案都運用這項概念來解釋。
這項熱潮以及相伴的趣味理論詮釋促成了大眾文化中「零點能量」概念的成長，常出現在科幻書刊、遊戲、電影等處。
誰能給我解釋一下「零點能」是什麼意思?
4樓：匿名使用者
所謂零點能，是指量子在絕對溫度的零點下仍會保持震動的能量，這個振動幅度會隨著溫度增加而加大。在我們所認為的「真空之中，仍有許多振動中的粒子，不斷產生能量；若能將這些能量轉換為可供人類使用的動力，等於為人類開啟了一座永不枯竭的能源寶藏。
截至目前，零點能只獲得初步的驗證：在實驗中兩片金屬通過零點能的力量結合在一起，微微發熱。雖然這和推動太空船的動力相差了十萬八千里，但至少證明了利用零點能的構想是可行的。
此外，科學家認為物理學定律中的慣性、電子繞原子核運動的動力，可能也是由量子振動而來。若能想出辦法克服慣性的作用，通過原子的運動汲取能量，太空旅行將不再是夢想。科學家樂觀地相信，若假設正確，則5年內就可以製造出新型火箭與人造衛星，未來更有無盡的發展可能性。
真空零點能（zero point energy）
量子理論預示，真空中蘊藏著巨大的本底能量， 它在絕對零度條件下仍然存在， 稱為真空零點能。對卡西米爾（casimir）力（一種由於真空零點電磁漲落產生的作用力）的精確測量，證實了這一物理現象。
現代科學認為真空並不意味著一無所有，真空是由正電子和負電子旋轉波包組成的系統，這種過程的動態能量可以作為工業能源、未來星際航行能源以及家庭生活等諸多領域的能源。量子真空是一個非常活躍的空間，它充滿時隱時現的粒子和在零點線值**落的能量場。而與這種現象伴生的能量，被稱為零點能，也就是說，即使在絕對零度，這種真空活性仍然保持著。
早在2023年，科學家忒斯拉（nikola tesla）在一次演講中就提到：幾個世紀之後，也許我們可以從宇宙中的任意一點提取能量來驅動我們的機械。用今天的科學語言解釋，這種能源就是真空零點能，或稱空間能、自由能等。
關於零點能的設想來自量子力學的一個著名概念:海森堡測不準原理。該原理指出：
不可能同時以較高的精確度得知一個粒子的位置和動量。因此，當溫度降到絕對零度時粒子必定仍然在振動；否則，如果粒子完全停下來，那它的動量和位置就可以同時精確的測知，而這是違反測不準原理的。這種粒子在絕對零度時的振動（零點振動）所具有的能量就是零點能。
狄拉克從量子場論對真空態進行了生動的描述，把真空比喻為起伏不定的能量之海。j. wheeler估算出真空的能量密度可高達1095 g/cm^3。
2023年，荷蘭物理學家亨德里克·卡西米爾提出了一項檢測這種能量存在的方案。從理論上看，真空能量以粒子的形態出現，並不斷以微小的規模形成和消失。在正常情況下。
真空中充滿著幾乎各種波長的粒子，但卡西米爾認為，如果使兩個不帶電的金屬薄盤緊緊靠在一起，較長的波長就會被排除出去。接著，金屬盤外的其他波就會產生一種往往使它們相互聚攏的力，金屬盤越靠近，兩者之間的吸引力就越強。1996 年，物理學家首次對這種所謂的卡西米爾效應進行了測定。
華盛頓大學lamoreaux在他的學生dev sen協助下，對卡西米爾效應進行了精確的測量，該測量結果與卡西米爾對這一特殊板間距及幾何構形所**的力相差不超過5%。lamoreaux在他的實驗中，採用鍍金石英錶面作為他的金屬板。另外一塊板固定在一個靈敏扭擺的端部。
如果該板向著另外一塊板移動，則擺就會發生扭轉。一臺鐳射器可以以0.01微米的精度測量扭擺的扭轉。
向一組壓電元件施加的一股電流使卡西米爾板移動；而另一電子反饋系統則抵消這一移動，使扭擺保持靜止。零點能效應就表現為保持擺的位置所需的電流量的變化。mohideen等人在加州理工學院作的實驗中，在0.
1到0.9μm的範圍內，用原子力顯微鏡對卡西米爾力進行的測量結果，與理論值相差不到1%。
如果零點能可以提取，無疑將是人類所能夠利用的最佳能源了。它是潔淨，廉價的能源，是大自然給予人類的「免費的午餐」。宇宙中所有的物質都**於零點電磁漲落能，我們身上的每一個物質粒子不停地與真空零點能發生能量交換，也就是，沒有任何一個物理體系稱得上是孤立體系的。
根據物理真空的性質，我們可以從空間任何一點提取零點能，並轉換成我們所需要的能量形式。原子中電子繞核轉；太陽系中，行星繞太陽轉，幾十億年永不停息；超導和超流現象，這些都是大自然給我們的關於能源的啟示。
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