kwantumschommelingen

Kwantumschommelingen zijn tijdelijke fluctuaties in de waarden van velden en energie die voortkomen uit de inherente onzekerheid in de quantummechanica. Volgens de quantumveldentheorie kunnen ook een lege ruimte en de velden die overal aanwezig zijn nooit volledig stilstaan; zelfs in wat als ‘leeg’ wordt beschouwd ontstaan kortstondige variaties in energie en veldsterkte.

Door de onzekerheidsprincipe ΔE·Δt ≈ ħ/2 kunnen virtuele deeltjes—zoals paren van een deeltje en antideeltje—kort bestaan en daarna verdwijnen. Dit soort kwantumschommelingen levert diverse waargenomen verschijnselen op, zoals het Casimir-effect tussen twee nabij elkaar geplaatste geleiders, de Lamb-verschuiving in atoomenergieën en vacuumpolarisatie.

Op grotere schaal kunnen kwantumschommelingen bijdragen aan de vacuumenergie van het universum (kosmologische constante). In de omgeving van zwarte gaten kunnen ze als Hawkingstraling tevoorschijn komen, waardoor zwarte gaten langzaam kunnen verdampen.

Kwantumschommelingen zijn geen klassieke ruis of toevallige fluctuaties; ze zijn een fundamenteel kenmerk van quantumvelden. Ze kunnen optreden zonder directe waarneming, maar leiden wel tot meetbare effecten in experimenten en vormen een centraal onderwerp in discussies over de fundamenten van de natuurkunde.