量子物理学の新しい論文が、波動関数は真空の性質であると主張し、これがゼロポイントエネルギーの実用化につながるとSNS上で誤解されている。元NASA科学者ハロルド・ワイトらによるこの研究は、真空を物理的媒質として扱い、そこを伝播する波として粒子を説明しようとする試みである。水素原子のエネルギー準位を真空中の共鳴波として再現することには成功しているが、実質的には標準的な量子力学を前提に組み込んでいるため、新しい予測を生み出すものではない。真空から無限のエネルギーを取り出せるという主張は完全な誤りであり、既存の量子力学を再現する理論からは新しいエネルギー源は生まれない。この論文は方程式を含み明らかな誤りはないものの、化石燃料産業を無用にするという主張は根拠のない飛躍である。
真空エネルギー論文の誤解
新しい論文が報告されました。著者たちは、量子物理学の波動関数が実際には真空の性質であることを証明したと主張しています。それだけではありません。Twitter上で言われていることを信じるなら、もちろん信じるべきではないかもしれませんが、これによって石油と現在のエネルギー産業全体が無関係になるというのです。なぜなら、ゼロポイントエネルギーの時代が幕を開けるからだと。
はい、これは完全にナンセンスです。しかし、論文の背後にある考え方は完全に意味がないわけではありません。ですから、物事がどこで予期しない方向に進むのか探ってみる価値はあると思います。見ていきましょう。
ハロルド・ワイトの研究
論文はPhysical Review Researchに掲載され、筆頭著者は他でもないハロルド・ワイトです。私たちは最近ワイトについて話しました。彼は元NASA科学者で、真空エネルギーで駆動するワープドライブを構築できると信じています。そして、この研究の方向性はそのプログラムに適合しています。
新しい論文は、私たちが空っぽの空間と呼ぶものが、波が伝播できる物理的媒質のように振る舞う可能性があるという考えを探求しています。そして、これが私たちが粒子と呼ぶものさえも波のように振る舞う理由を説明するというのです。もしそうであれば、真空からエネルギーを抽出することが妥当になり、したがって戦闘用エンジンに動力を供給できるというわけです。
真空を媒質として捉える考え方
真空が一種の媒質である、あるいは少なくともそのように振る舞うという考えは新しいものではありません。これは基本的にエーテル理論であり、確かに、光の伝播に関しては元のエーテルは実験的に否定されていますが、真空が実際には無ではなく何かであるという考えはそれほど信じがたいものではありません。
その理由は、実際に一種の媒質中の波として現れる量子粒子の多くの例を知っているからです。この場合、粒子は準粒子と呼ばれます。なぜなら、それらは媒質を構成する粒子の集団的な波動運動だからです。しかし、だからといってそれらが現実でなくなるわけではありません。
そして、これは当然、素粒子物理学の標準模型の要素、例えばクォークや私たちの友人である電子も、まだ理解していない別の媒質における波ではないかという疑問を引き起こします。これが基本的に新しい論文の考え方です。
論文の内容と問題点
著者たちは、真空が密度と弾性を持つ材料のような性質を持つと想像しています。したがって、その中の摂動は音波のように伝播するでしょう。彼らのモデルでは、陽子がそれを取り巻く真空媒質の性質を変化させます。修正された真空を通って伝播する波は、定在波構成を形成します。そして、これらの構成は、おなじみの水素原子の軌道と同じ形状とエネルギー準位を持つことが判明します。
この観点から見ると、水素の量子化されたエネルギー準位は量子力学の基本的な規則ではなく、陽子の周りの真空で波がどのように共鳴するかから自然に現れるということになります。
そして、これらすべては問題ないのですが、実際には彼らは標準的な量子物理学を波の伝播に関する仮定に組み込んでいます。そして、だからこそ結果が同じなのです。ですから、水素原子に関する限り、これは間違っているというよりは、標準的な量子力学を再定式化する奇妙な方法なのです。
これは、リンゴが落ちるという前提から始まる新しい重力理論を発明することで、なぜリンゴが落ちるのかを説明するようなものです。
より大きな問題は、もちろん、量子物理学は水素のエネルギー準位以上のものだということです。彼らのアイデアの実現可能性を証明するには、素粒子物理学の標準模型全体とそのすべての予測を得られることを示さなければなりません。
はい、これは野心的な目標ですが、私はこのアプローチがそれに到達しないと確信しています。私はこの論文にスケールで10点満点中9点を与えます。なぜ10点ではないのか。なぜなら、少なくとも方程式が含まれており、それらは明らかに間違っているわけではないからです。そして、私はもっとひどいものを見てきました。
また、すでに述べたように、真空が実際には一種の媒質であるという考えはそれほど突飛ではありません。
他の真空媒質理論の試み
物理学者たちはいくつかの理由でこの考えを検討してきました。例えば、標準模型の粒子が特定のパターンに従うように見える理由を説明するため、あるいはダークマターやダークエネルギーを説明するためです。要するに、これまでのところ、これらのアイデアのどれもうまくいっていません。
その理由は、実際に量子物理学を他のものに置き換えることは、完全に破綻させずに行うのが非常に難しいからです。
エネルギー抽出の誤解
では、これが真空からのエネルギー生成やエネルギー産業全体を無関係にすることと何の関係があるのでしょうか。絶対に何もありません。
もし粒子が本当に媒質中を移動する一種の集団波であるなら、これからエネルギーを得る唯一の方法は、粒子である移動波からです。つまり、すでに起こっているのと同じことです。一方で量子力学を再現すると主張しながら、他方で何か新しいものを得たいと望むことはできません。そうでなければ、すべての物理学部門がすでに真空エネルギーで動いているでしょう。
信じてください、私たちは試みました。
終わりに
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