Vacuümstaat

Vacuümstaat, in het Nederlands vaak vacuümtoestand genoemd, is de laagste energietoestand van een kwantumsysteem of van een quantumveld. In quantummechanica en quantumveldentheorie wordt de vacuümstaat beschouwd als de grondtoestand waarin geen echte deeltjes aanwezig zijn, maar waarin wel energie en fluctuaties aanwezig zijn door de onzekerheidsrelatie.

Belangrijke kenmerken zijn nulpuntsenergie en vacuumfluctuaties. Ook in afwezigheid van meetbare deeltjes blijven virtuele processen bestaan, waardoor het vacuüm geen leegte is maar een dynamische toestand met potentiële invloeden op waargenomen verschijnselen.

Toepassingen en voorbeelden illustreren de betekenis van de vacuümstaat. Het Casimir-effect laat zien hoe vacuumenergie tussen twee nabije platen een meetbare kracht kan uitoefenen. In quantumveldentheorie kan de vacuümtoestand variëren door omgevingscondities zoals beweging van waarnemers of zwaartekracht, wat verband heeft met verschijnselen als het Unruh-effect en Hawking-radiatie.

Invloed en interpretatie reiken verder dan fundamentele theorie. Vacuum-energie wordt vaak genoemd in discussies over de kosmologische constante en de evolutie van het universum. In de deeltjesfysica en gebouwde systemen van de optimalisatie geldt het vacuümconcept eveneens als analogie voor de grondtoestand van een geheel.

Zie ook: vacuümenergie, grondtoestand, nulpuntsenergie, Casimir-effect, Unruh-effect, Hawking-radiatie.