Kann man aus dem Quantenvakuumfeld Energie gewinnen?
Das Quantenvakuum ist nicht leer, wie der Begriff Vakuum suggeriert. Stattdessen ist nach der Quantentheorie auch der scheinbar leere Raum voller Teilchen, die aber nur kurzzeitig existieren. Diese Partikel tauchen plötzlich auf, nur um Sekundenbruchteile später wieder zu verschwinden. „Nichts ist daher voller als das Quantenvakuum, seine Fluktuationen tragen fundamental zu den Werten bei, die wir beobachten und messen“, so Joan Solà von der Universität Barcelona. Und diese Fluktuationen könnten auch die Quelle der Dunklen Energie sein, die angeblich einen Großteil der im Universum vorhandenen Energie ausmacht.
Erstaunlich, wie genau die verehrten FragenbeantworterInnen sich hier auskennen. Leider kann ich, was sie mitzuteilen haben, mangels wissenschaftlicher Spezialkompetenz nicht wirklich nachvollziehen, und außerdem widersprechen sie sich fundamental gegenseitig in ihren Aussagen. Wenn Einer "ja" schreit und der Andere "nein", wem soll ich dann glauben, oder wer hat denn nun Recht?
7 Antworten
Jap die Vakuumenergie auch genannt. Ich halte es sogar für sehr wahrscheinlich, dass das Quantenvakuum für die dunkle Energie/Vakuumenergie verantwortlich ist. Der Casimir Effekt. Es wird ein Druck von den Fluktuationen/virtuellen Teilchen verursacht. Ein negativer Druck, weil die Platten im Casimir Effekt ja zusammen "gedrückt" werden. Ein negativer Druck entspricht negativer Energie, welche im Gegensatz zu normaler Energie nicht Gravitation, sondern antigravitativ wirkt. Ob man Energie daraus gewinnen kann weiß ich nicht. Die Hawkingstrahlung geht ja ein wenig in die Richtung, da sie Strahlung, welche aus diesem Quantenvakuum Effekt ausgeht aussendet. Wie man die nützlich machen könnte weiß ich gerade nicht, aber es sind ja auch virtuelle Teilchen, die bestehen für so geringe Zeiten unter so abstrakten Bedingungen, das kann spannend werden. Sie können ja auch nicht direkt, sondern nur indirekt gemessen werden.
Ich glaube, ich habe vor Jahren auch mal was zu dem Thema gelesen. Demnach entstehen und vergehen solche Teilchen paarweise. Sie entstehen sozusagen mit geliehener Energie als Teilchen und Antiteilchen und vernichten sich bei Berührung wieder zu Energie, die sozusagen zurückgegeben wird. Wie Du schon geschrieben hast, existieren diese Teilchen nur sehr kurzzeitig. Von daher dürfte es sehr schwierig sein, zwischen ihrer Entstehung und ihrer Vernichtung die Teilchen so voneinander zu trennen, dass man deren Energie irgendwie nutzbar machen könnte. Die Idee ist zwar interessant, aber an der Umsetzbarkeit dürfte es gewaltig scheitern.
Stattdessen ist nach der Quantentheorie auch der scheinbar leere Raum voller Teilchen, die aber nur kurzzeitig existieren. Diese Partikel tauchen plötzlich auf, nur um Sekundenbruchteile später wieder zu verschwinden.
nein, das stimmt nicht. wird in populärwissenschaftlicher literatur aber oft (eigentlich immer) so dargestellt.
richtig ist: das vakuum ist auch in der quantenfeldtheorie ein zeitunabhäniger zustand. ebenfalls gilt auch die energieerhaltung, sodass hier gar nichts irgendwo aus dem nichts entstehen kann.
"Vaccuum", lat. für "die Leere", "das Freie", "unbesetztes Land", "herrenloser Besitz" oder auch "freie Zeit" suggeriert erst einmal gar nichts. Sorry. 😎
Zum physikalischen Begriff heißt ein absolutes Vakuum die vollständige Abwesenheit von Materie. Allerdings gelingt in "warmer Umgebung" keine vollständige Evakuierung da es hier zu Paarbildung von Teilchen kommt. Es muss erheblich "runtergekühlt" werden, um ein gutes, absolutes Vakuum zu erzeugen.
Und damit sind wir bei einer ganz anderen Ursache für Teilchenpaare: Sie entstehen aus Energiequanten. Daraus folgt, dass in ein absolutes Vakuum beim absoluten Energienullpunkt keine Teilchen mehr gebildet werden. Das Vakuum ist halt nicht per se von einem Teilchenrauschen echter Partikel erfüllt, ein energieloses Vakuum ist langweiliger als ein stilles Wasser.
Dagegen sind Quantenfluktuationen ein Gedankenmodell, das von virtuellen Teilchen ausgehen, die kurz real werden können und quasi sofort wieder verschwinden. Aber: Hierfür ist die Anwesenheit anderer Elementarteilchen erforderlich und nicht das Nichts! Zwar gibt es die theoretische Möglichkeit, das virtuelle Teilchen auch real werden könnten, dafür müssten sie jedoch von einem Gegenstand mit Lichtgeschwindigkeit reflektiert werden. Nicht sehr praktikabel.
Bleibt noch die Vermutung von "dunkler Energie" oder "Vakuumenergie". Nun, hier sind wir noch nicht sehr weit. Anhand der Quantenfluktuation können Vorhersagen zur möglichen Ursache von "dunkler Energie" gegeben werden, die jedoch um einen Faktor von 10 hoch 120 zu klein ist. Also voll daneben liegen.
Damit bleibt keine reale Möglichkeit mehr, irgendwie aus dem "Nichts" Energie zu schöpfen. Sorry.
Nein. Die Energie fließt immer von einem höheren zu einem niedrigeren Potenzial. Das Quantenvakuum ist die niedrigste Energiestufe, die sich in unserem Universum erzeugen lässt, und auch wenn sie nicht exakt Null ist, gibt es kein niedrigeres Potenzial, wo diese Energie hinfließen könnte.