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新华网华盛顿1月7日电大多数人认为,真空是空荡荡的。但根据量子力学的观点,真空中到处充满着称作“零点能”的电磁能。对这种能量的检测便导致了卡西米尔力的发现。
所谓零点能,是指量子在绝对零度下仍保持震动时的能量。关于零点能的设想来自量子力学的一个著名概念:海森堡测不准原理。该原理指出,不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量。因此,当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动;否则,如果粒子完全停下来,那它的动量和位置就可以同时精确测知,而这是违反测不准原理的。
1948年,荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔提出了一种检测这种能量存在的方案。从理论上看,真空能量以粒子的形态出现,这些粒子也会表现为波,并不断以微小的规模形成和消失。在正常情况下,真空中充满着几乎各种波长的粒子。卡西米尔认为,如果使两个不带电的金属薄盘紧紧靠在一起,波长较长的波就会被排除出去。接着,金属盘外的其他波就会产生一种往往使它们相互聚拢的力,金属盘越靠近,两者之间的吸引力就越强,这种力就是所谓的卡西米尔力。
1996年,物理学家首次对卡西米尔力进行了测定,实际测量结果与理论计算结果十分吻合。