¿Qué es la energía de punto cero?

La energía de punto cero es una pequeña cantidad de energía que existe en todo el espacio. También se conoce como la energía del vacío. Dicho de otra manera, la energía de punto cero es la energía más baja posible que puede tener un sistema físico mecánico cuántico, también conocida como la energía del estado fundamental. El término y el concepto han sido cooptados por defensores pseudocientíficos de la energía libre en las últimas décadas, pero fueron originalmente propuestos por Albert Einstein y Otto Stern en 1913. El sistema mecánico cuántico que corresponde a la energía del punto cero se llama cero- campo de puntos

La existencia de la energía del punto cero se ha confirmado experimentalmente, en lo que se llama el experimento de Casimir. El experimento de Casimir consiste en colocar dos placas metálicas sin carga muy juntas en el vacío. El equipo sensible revela que existe una ligera atracción, o a veces repulsión, según el arreglo, entre los dos, incluso en ausencia total de cualquier otra fuerza.

Esto puede explicarse en términos de partículas virtuales que parpadean continuamente dentro y fuera de la existencia, miles de millones de veces por segundo alrededor de las placas. El grado de separación entre las placas limita el tipo de partículas que pueden parpadear y, si las placas están muy cerca, esto crea una presión neta hacia adentro. Cuando las placas se colocan a 10 nanómetros (aproximadamente 100 veces el diámetro de un átomo) separadas, la presión es equivalente a aproximadamente 1 atmósfera.

La energía de punto cero manifestada por el efecto Casimir es muy pequeña, por lo que es muy dudoso que pueda aprovecharse para crear dispositivos de "energía libre", como la gente ha afirmado que es posible durante décadas. Sin embargo, el efecto Casimir es un fenómeno físico muy interesante y un área de investigación activa. Debido a que el efecto Casimir se convierte en la fuerza dominante que opera en escalas de longitud muy corta en ausencia de cargas electromagnéticas, comprender que es muy relevante para diseñar máquinas pequeñas, incluidas las micromáquinas y las nanomáquinas.

Un cálculo inicial de la magnitud de la energía de punto cero calculó que la energía total en un metro cúbico de vacío sería suficiente para hervir todos los océanos del mundo. Esta cifra puede haber inspirado a los no físicos a imaginar con nostalgia que podría aprovecharse fácilmente para producir energía libre. Sin embargo, quedó claro que este cálculo parece contradecir la primera ley de la termodinámica y nuestra comprensión de la cosmología del universo. No tiene en cuenta que el valor inicial de la energía en el Big Bang disminuiría progresivamente a medida que el universo se expandiera. Esta confusión ha llevado a un gran impulso entre los físicos para establecer un modelo de densidad de energía de punto cero que sea consistente con la observación.