Vákuumállapot

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A kvantumtérelméletben a vákuumállapot (vagy egyszerűen vákuum) a lehető legalacsonyab energiájú kvantumállapot. Definíció szerint nem tartalmaz részecskéket. A zéróponti mező néha szintén használatos, mint a vákuumállapot szinonimája a kvantált mező esetén.

Tartalomjegyzék

[szerkesztés] Nemeltűnő vákuumállapot

Ha a kvantumtérelmélet perturbációelméleten keresztül pontosan van definiálva, akkor a vákkuum tulajdonságai analógok a harmonikus kvantumoszcillátor alapállapotáéval. Ebben az esetben bármely kvantummező operátorának (téroperátor) vákuum várható értéke eltűnik. Olyan kvantumtérelméletben, ahol a perturbációelmélet alacsony energián elromlik (pl. kvantumszíndinamika vagy a szupravezetés BCS-elmélete) a téroperátoroknak lehet nemeltűnő (nem nulla) vákuum várható értéke, amit kvantumkondenzátumnak hívunk. A standard modellben a Higgs-mező nemnulla vákuum várható értéke, ami a spontán szimmetriasértés eredménye, az a mechanizmus, amin keresztül a többi mező tömeget nyer.

[szerkesztés] A vákuumállapot energiája

Sok esetben a vákuumálapotot definiálhatjuk nulla energiájúnak, bár a helyzet ténylegesen sokkal szövevényesebb. A vákuumállapothoz zéróponti energia tartozik, és ennek vannak mérhető effektusai. Laboratóriumi körülmények a Casimir-effektusként észlelhető. A kozmológiában a vákuumállapot energiája mint a kozmológiai állandó jelenik meg. Egy potenciális minden dolgok elméletével szemben elsőrendű követelmény, hogy a vákuumenergiának meg kell magyaráznia a fizikailag megfigyelhető kozmológiai állandót.

[szerkesztés] A vákuumállapot szimmetriája

Relativisztikus térelméletben a vákuum Poincaré-invariáns. Ezért csak a téroperátorok skalár kombinációinak lehet nemeltűnő vákuum várható értéke. A vákuum várható érték lerombolhatja a Lagrange-függvény néhány belső szimmetriáját. Ekkor a vákuum kevesebb szimmetriával rendelkezik, mint amit az elmélet megenged, azt mondjuk, hogy spontán szimmetriasértés történt.

[szerkesztés] Jelölése

A vákuumállapotot jelölése: |0\rangle vagy |\rangle. Egy φ mező vákuum várható értékéé \langle0|\phi|0\rangle, de általában kompaktan csak \langle\phi\rangle.

[szerkesztés] Virtuális részecskék

A határozatlansági elv \Delta E\Delta t\ge\hbar formája arra utal, hogy vákuumban egy vagy több részecske kelthető ΔE energiával a vákuum felett egy rövid Δt időre. Ezek a virtuális részecskék benne foglaltatnak a vákuum definíciójában.

[szerkesztés] Lásd még

  • Vákuumenergia
  • Vákuum

[szerkesztés] Külső hivatkozások

Más nyelveken