Vakuumfluktuation

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Vakuumfluktuationen (auch Quanten- oder Nullpunktsfluktuation) sind Teilchen-Antiteilchen-Paare, die in der Quantenfeldtheorie im Vakuum entstehen und gleich wieder zerfallen.

Im Formalismus der Feynman-Diagramme werden sie durch innere Linien ohne offenes Ende beschrieben. Sie gehören damit zu den virtuellen Teilchen. Da sie keine Observablen sind, ist ein direkter experimenteller Nachweis ausgeschlossen.

Vakuumfluktuationen werden als Ausdruck der in Quantenfeldtheorien auftretenden Vakuumenergie verstanden. Der Versuch, diese Energie mit der kosmologischen dunklen Energie zu identifizieren, liefert jedoch für die dunkle Energie ein um viele Größenordnungen (Faktor ca. 10120) größeres Ergebnis als es die Beobachtungsdaten erwarten lassen.

Beobachtbare Folgen der Vakuumfluktuationen und Vakuumenergie sind u. a. der Casimir-Effekt (d. h., im Vakuum entstehen Kräfte auf nahe bei einander liegenden Metallplatten) und die Lamb-Verschiebung.

Literatur[Bearbeiten]

  • Lawrence B. Crowell: Quantum fluctuations of spacetime. World Scientific, Singapore 2005, ISBN 978-981-256-515-0
  • Robert W. Carroll: Fluctuations, information, gravity and the quantum potential. Springer, Amsterdam 2006, ISBN 978-1-4020-4003-0
  • Helmut Hetznecker: Kosmologische Strukturbildung - von der Quantenfluktuation zur Galaxie. Spektrum Akad. Verl., Heidelberg 2009, ISBN 978-3-8274-1935-4
  • E. Calloni, (et al.): Vacuum fluctuation force on a rigid Casimir cavity in a gravitational field. Physics Letters A,Volume 297, Issues 5-6, 20 Mai 2002, S.328-333 Abstract bei arxiv
  • L. H. Ford, (et al.): Focusing vacuum fluctuations. II. Phys. Rev. A, Volume 66, Issue 6, 062106 (2002) Abstract bei arxiv