Heç Nə və Onun Mümkünlükləri

Bu məqalənin orijinal versiyası Quanta Magazine-də yayımlanıb. Tutaq ki, bir qutunu tamamilə boşaltmaq istəyirsiniz. İçindəki görünən bütün məzmunu çıxarırsınız, qazları boşaldırsınız və bəzi elmi-fantastik texnologiya tətbiq edərək, görünməyən materialları, məsələn, qaranlıq maddəni də çıxarırsınız. Kvant mexanikasına görə içəridə nə qaldı? Bu, bir hiylə sualı kimi səslənir. Kvant mexanikasında isə hiylə cavabı gözləməlisiniz. Qutu hələ də enerji ilə doludur və onu boşaltmaq üçün göstərdiyiniz bütün səylər enerji miqdarını azaldır. Bu qaçınılmaz qalıq, baz enerji və ya sıfır nöqtə enerjisi kimi tanınır. Bu enerji iki əsas formada olur: qutudakı elektromaqnit sahəsi kimi sahələrlə bağlı olan və atomlar və molekullar kimi diskret obyektlərlə bağlı olan. Bir sahənin titrəmələrini azalda bilərsiniz, amma onun varlığının izlərini tamamilə aradan qaldıra bilməzsiniz. Atomlar və molekullar öz enerjilərini hətta mütləq sıfıra yaxın soyudulduqda belə saxlayır. Hər iki halda, əsas fizika eynidir. Sıfır nöqtə enerjisi, ən azından qismən məhdudlaşdırılmış hər hansı bir material strukturunun və ya obyektin xüsusiyyətidir. Bu vəziyyət, bir vadinin dibində yerləşdirilmiş bir top vəziyyətinə bənzəyir. Topun ümumi enerjisi, onun potensial enerjisindən (mövqe ilə əlaqəli) və kinetik enerjisindən (hərəkətlə əlaqəli) ibarətdir. Hər iki komponenti sıfıra endirmək üçün obyektin mövqeyinə və sürətinə dəqiq bir dəyər verməlisiniz, bu isə Heisenberg qeyri-müəyyənlik prinsipinə ziddir. Sıfır nöqtə enerjisinin mövcudluğu, hansı kvant mexanikası şərhini qəbul etdiyinizdən asılı olaraq daha dərin bir səviyyədə nələri izah edə bilər. Təkcə mübahisəsiz bir şey deyə bilərsiniz ki, əgər bir neçə hissəciyi ən aşağı enerji vəziyyətinə yerləşdirsəniz və onların mövqelərini və ya sürətlərini ölçsəniz, müxtəlif dəyərlər müşahidə edəcəksiniz. Enerjidən məhrum olan hissəciklər, sanki tərpənirmiş kimi görünəcəkdir. Kvant mexanikasının bəzi şərhlərində, həqiqətən də tərpəniblər. Lakin digərlərində, hərəkət görünüşü klassik fizikanın yanıltıcı qalıqlarıdır və baş verənləri anlamaq üçün intuitiv bir yol yoxdur. Sıfır nöqtə enerjisi ilk dəfə 1911-ci ildə Max Planck tərəfindən təqdim edilmişdir. Sonradan, "bu enerjini ilk dəfə ciddi qəbul edən Einstein idi" deyə Rochester Universitetindən kvant vakuumunu öyrənən nəzəriyyəçi Peter Milonni deyir. Einstein və başqaları sıfır nöqtə enerjisini, molekulların və kristal qəfəslərin incə titrəmələri də daxil olmaqla, çoxlu hadisələri izah etmək üçün istifadə ediblər.