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Efecto Casimir: Energía del vacío

by Andy Martinez on Jan.21, 2008, under Ciencia

Para  dar  inicio  a  mi blog  personal  les  tengo un post bien interesante sobre ciencia; en concreto un postulado que, en mi opinion, podria revolucionar la forma en que obtenemos la energia que nos permite operar nuestros computadores y demas equipos electronicos y que tal vez no se le ha prestado la atencion que merece.

Como ya habran notado este blog tratará temas de ciencia y algunos otros no relacionados, esperando compartir y ayudar a asimilar una pequeña parte del mayor patrimonio de la humanidad: El Conocimiento.
Espero les sea de utilidad… :-)

Efecto Casimir

El efecto Casimir o la fuerza de Casimir-Polder es una fuerza física ejercida entre objetos separados debido a la resonancia de los campos energéticos en el espacio entre los objetos.

Imaginense la idea de que la presencia de metales conductores y dieléctricos alteran el valor esperado del vacío para la energía del segundo campo electromagnético-cuántico. Puesto que el valor de esta energía depende de las formas y de las posiciones de los conductores y de los dieléctricos, el efecto Casimir se manifiesta como fuerza entre tales objetos.

Efecto Casimir en placas paralelas
El efecto Casimir es un resultado de la teoría cuántica de campos, que indica que todos los campos fundamentales, tales como el campo electromagnético, debe ser cuánticos en cada punto del espacio. De manera muy simple, un campo en la física puede ser previsto como si el espacio estuviera lleno de bolas y de resortes que vibraban interconectados, y la fuerza del campo se puede visualizar como la dislocación de una bola de su posición de resto. Las vibraciones en este campo se propagan y están gobernadas por la ecuación de onda apropiada para el campo particular. El segundo campo electromagnético cuántico de la teoría cuántica de campos requiere que cada combinación bola-resorte sea cuántica, es decir, que la fuerza del campo será cuántica en cada punto en espacio. Canónicamente, el campo en cada punto del espacio es un oscilador armónico simple. Las excitaciones del campo corresponden a partículas elementales de la física de partículas. Sin embargo, incluso el vacío tiene una estructura sumamente compleja. Todos los cálculos de la teoría cuántica de campos se deben hacer referentes a este modelo de vacío.

El vacío tiene, implícito, todas las características que una partícula pueda tener: spin, polarización en el caso de la luz, energía, y así sucesivamente. En promedio, todas estas características se cancelan: el vacío es después de todo, vacío en este sentido. Una excepción importante es la energía del vacío o el valor de la expectativa de la energía del vacío. La cuantización de un oscilador armónico simple indica que la energía posible más baja o la energía del punto cero que tal oscilador puede tener es:

Al sumar sobre todos los osciladores posibles en todos los puntos en espacio da una cantidad infinita. Para quitar este infinito, uno puede decir que solamente las diferencias en energía son físicamente mensurables; este principio es la base de la teoría de la renormalización. En los cálculos prácticos, así es cómo el infinito se maneja siempre. En un sentido más profundo, sin embargo, la renormalización no es satisfactoria, y el eliminar este infinito es uno de los desafíos en la búsqueda de una teoría del todo. No hay actualmente una explicación fuerte sobre cómo este infinito se debe tratar como esencialmente cero; un valor diferente a cero es esencialmente la constante cosmológica y cualquier valor grande causa problemas en la cosmología..

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