量子真空：负能量和排斥重力

时间：2021-08-29 11:52:12 来源：

根据量子物理学，空的空间比一个人想象的更复杂。

能量是一定数量，必须始终是积极的 - 至少这就是我们的直觉告诉我们的东西。如果从一定体积移除每个单个粒子，直到没有任何可能携带能量，那么已经达到了限制。还是有它？仍然可以从空的空间中提取能量？

量子物理学已经显示了时间，并再次与我们的直觉相矛盾 - 在这种情况下，这也是如此。在某些情况下，允许负极能量，至少在一定的空间和时间范围内。Tu Vienna的国际研究团队，Universitéibredebruxelles（比利时）和IIT Kanpur（印度）现在已经调查了可能的负面能量的程度。事实证明，无论考虑哪种量子理论，无论在宇宙中持有什么样的对称，都会有一定的限制“借用”能量。在本地，能量可以小于零，但就像从银行借来的钱一样，这种能量必须“回报”到底。

令人厌恶的重力

“在一般相对论的理论中，我们通常认为能量大于零，宇宙中的各地都大于零，”Tu Wien（维也纳）理论物理研究所的Daniel Grumill教授说。这对重力有一个非常重要的后果：通过公式E = MC将能量与质量相连。²因此，负能量也意味着阴性物质。积极的群众互相吸引，但具有负面的质量，重力可能突然成为一种令人厌恶的力量。

然而，量子理论允许负能量。“根据量子物理学，可以从一定位置的真空中借用能量，就像银行的钱一样，”Daniel Grumiller说。“长期以来，我们不知道这种能源信贷的最大数量以及必须支付的可能的利率。关于这种“兴趣”的各种假设（在文献中称为“量子兴趣”）已经发布，但没有达成综合结果。

通过将相对论理论和量子物理联系起来，所谓的“QUALLUM NULL能量条件”（QNEC）在2017年被证明的“QNEC）”规定了“借用”的一定限制：因此允许小于零的能量，但仅在一定范围内并且仅在一定时间内。在充满活力的信用额度已经耗尽之前，可以从真空借用多少能量取决于量子物理量，所谓的纠缠熵。

“在一定的意义上，纠缠熵是一种衡量量度的量度受量子物理学的行为的衡量标准，”Daniel Grumiller说。“如果量子纠缠在空间的某个点处起着至关重要的作用，例如靠近黑洞的边缘，那么可能发生负能量流动一定时间，并且在该区域中可以成为可能的能量。”

Grumiller现在能够与Max Riegler和Pulastya Parekh一起概括这些特殊计算。Max Riegler在Tu Wien的Daniel Grumiller的研究小组上完成了他的论文，现在在哈佛大学担任邮政编码。来自汉普（印度）的IIT的Pulastya Parekh是ErwinSchrödinger学院和Tu Wien的客人。

“所有先前的考虑都始终提到了遵循特殊相对性的对称性的量子理论。但是，我们现在已经能够表明负能量和量子纠缠之间的这种联系是一种更普遍的现象，“格雷默尔说。显然禁止从真空提取无限量的能量条件对于非常不同的量子理论有效，无论对称如何。