Energía del punto cero

La energía del punto cero es, en física, la energía más baja que un sistema físico mecano-cuántico puede poseer, y es la energía del estado fundamental del sistema. El concepto de la energía del punto cero fue propuesto por Albert Einstein y Otto Stern en 1913, y fue llamada en un principio "energía residual". La expresión es una traducción del alemán Nullpunktsenergie. Todos los sistemas mecano-cuánticos tienen energía de punto cero. La expresión surge como referencia al estado base del Oscilador armónico cuántico y sus oscilaciones nulas[ cita requerida]. En la teoría de campos cuántica, es un sinónimo de la energía del vacío o de la energía oscura, una cantidad de energía que se asocia con la vacuidad del espacio vacío. En cosmología, la energía del vacío es tomada como la base para la constante cosmológica. A nivel experimental, la energía del punto cero genera el efecto Casimir, y es directamente observable en dispositivos nanométricos.

Debido a que la energía del punto cero es la energía más baja que un sistema puede tener, no puede ser eliminada de dicho sistema. Un término relacionado es el campo del punto cero que es el estado de energía más bajo para un campo, su estado base, que no es cero.

Pese a la definición, el concepto de energía del punto cero y la posibilidad de extraer "energía gratuita" del vacío han atraído la atención de inventores independientes y todo tipo de charlatanes.

Historia

En 1900, Max Planck dedujo la fórmula para la energía de un "radiador de energía" aislado, i.e. una unidad atómica vibratoria, como:

Aquí, es la constante de Planck, es la frecuencia, k es la constante de Boltzmann, y T es la temperatura.

En 1913, utilizando esta fórmula como base, Albert Einstein y Otto Stern publicaron un artículo de gran importancia donde sugerían por primera vez la existencia de una energía residual que todos los osciladores tienen en el cero absoluto. Llamaron a esto "energía residual", o Nullpunktsenergie (en Alemán), que fue más tarde traducido como energía del punto cero. Realizaron unos análisis del calor específico del gas hidrógeno a baja temperatura, y concluyeron que los datos se representan mejor si la energía vibracional es elegida para que tome la forma:[1]

Por lo que, de acuerdo a esta expresión, incluso en el cero absoluto la energía de un sistema atómico tiene el valor ½.[2]

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