Что значит "нулевая энергия"

разность между энергией основного состояния квантовомеханической системы и энергией, соответствующей минимуму потенциала системы. Существование нулевой энергии - чисто квантовый эффект, связанный с неопределенности принципом, вследствие которого система не может иметь одновременно точные значения кинетической и потенциальной энергии.

разность между энергией основного состояния квантовомеханической системы и энергией, соответствующей минимуму потенциала системы. Существование Н. э. является следствием неопределённостей соотношения . В классической механике считалось, что частица может находиться в точке, отвечающей минимуму потенциальной энергии, обладая нулевой кинетической энергией. В этом случае частица находится в состоянии устойчивого равновесия и имеет минимальную энергию, равную потенциальной энергии в точке равновесия. Вследствие квантовомеханич. соотношения неопределённостей между координатой (х) и импульсом (р): DpDx ~ · (где · ≈ постоянная Планка) локализация частицы (Dx ╝ 0) вблизи минимума потенциала приводит к большому значению средней кинетической энергии частицы (из-за большого разброса в значениях импульса: Dp ~ ·/Dx). С другой стороны, уменьшение степени локализации частицы (Dх ¹ 0) приводит к увеличению средней потенциальной энергии, т.к. частица проводит значительное время в области пространства, где потенциал превышает минимальное значение. Энергия основного уровня соответствует наименьшей возможной энергии квантовомеханической системы, совместимой с соотношением неопределённостей.

Наличие Н. э. ≈ общее свойство всех связанных систем микрочастиц. Система не может перейти в состояние с энергией, меньшей Н. э., без изменения своей структуры.

С. С. Герштейн.

Нулева́я эне́ргия — минимальный уровень энергии, который может иметь данная квантовомеханическая система .

В классической механике частица может находиться в точке, отвечающей минимуму потенциалу энергии и иметь нулевую кинетическую энергию . В этом случае частица находится в состоянии устойчивого равновесия и имеет минимальную энергию, равную потенциальной энергии в точке равновесия. В квантовой механике действует соотношение неопределённостей , поэтому частица не может находиться в одной определённой точке и одновременно иметь нулевую кинетическую энергию.

Концепция нулевой энергии была разработана в Германии группой физиков, в том числе Максом Планком ( 1911 ), Альбертом Эйнштейном и Отто Штерном ( 1913 ). В 1916 году Вальтер Нернст предположил, что вакуумное пространство заполнено нулевым электромагнитным излучением . Термин нулевая энергия происходит от немецкого Nullpunktenergie.

Нулевая энергия иногда используется как синоним для энергии вакуума . В космологии вакуумная энергия является одним из возможных объяснений космологической постоянной . Изменение нулевой энергии, как границы области вакуумного перемещения приводит к эффекту Казимира , который наблюдается в наноразмерных устройствах .