kvanttivärähtelynä

Kvanttivärähtely on fysiikan käsite, joka kuvaa kvanttikenttien perusvärähtelytilaa. Vaikka klassisessa fysiikassa tyhjä avaruus on täysin hiljainen ja liikkumaton, kvanttikenttäteoriassa tyhjyys on jatkuvassa liikkeessä. Tämä liike ilmenee hetkellisinä hiukkasina, jotka ilmestyvät ja katoavat tyhjiöstä, mutta ne eivät ole todellisia, pysyviä hiukkasia.

Nämä kvanttivärähtelyt ovat seurausta Heisenbergin epätarkkuusperiaatteesta. Sen mukaan energian ja ajan välillä on perustavanlaatuinen epätarkkuus. Tämä mahdollistaa energian "lainautumisen" tyhjiöstä lyhyiksi ajoiksi, mikä ilmenee virtuaalihiukkaspareina. Nämä virtuaalihiukkaset eivät ole suoraan havaittavissa, mutta niiden olemassaololla on mitattavia seurauksia.

Yksi tunnetuimmista ilmiöistä, joka johtuu kvanttivärähtelyistä, on Casimirin ilmiö. Siinä kaksi lähekkäin asetettua, varauksetonta metallilevyä vetävät toisiaan puoleensa. Tämä johtuu siitä, että levyjen välissä olevan tilan kvanttivärähtelyt ovat rajoitetumpia kuin ulkopuolella, mikä luo paine-eron. Kvanttivärähtelyt ovat myös merkittävässä roolissa muun muassa elektronin magasinin magneettisen momentin selittämisessä ja ovat keskeisiä kvanttisissa ilmiöissä.