ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسى
سادىق سېتىنىياز بورلۇق
بىز قۇرۇق ھېچ نېمە يوق دەپ قارايدىغان ۋاكۇئۇم ئەمەلىيەتتە بىز ئويلىغاندەك قۇرۇق بولماستىن بەلكى ئۆزىنىڭ ئېنىرگىيەسى بار. بۇ ئېنېرگىيە ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسىدۇر. ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسى پۈتۈن ئالەمدە مەۋجۇت بولغان ئارقا كۆرۈنۈش ئېنىرگىيەسى. ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسى ئىنتايىن يۇقىرى بولۇشى مۇمكىن. ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسىنىڭ مەۋجۇتلۇقىنىڭ بىر نەتىجىسى مەۋھۇم زەررىچىلەردۇر (virtual particles) . مەۋھۇم زەررىچىلەر ئىنتايىن تىز سۈرئەتتە پەيدا بولۇپ ۋە يوقاپ تۇرىدىغان زەررىچىلەر بولۇپ، ئۇلارنى كۆزىتىش مۇمكىن ئەمەس. گەرچە ئۇلارنى كۆزەتكىلى بولمىسىمۇ، مەۋھۇم زەررىچىلەر كۋانت مەيدان نەزەرىيەسىدە ماتېماتىكىلىق ھېسابلاش ئېلىپ بېرىش ئۈچۈن كەم بولسا بولمايدۇ. ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسىنى تەجرىبىلەر ئارقىلىق ئۆزلۈكىدىن تارقىتىش (Spontaneous emission)، كەسىمېر ئېففېكتى (Casimir effect)، لەم سىلجىشى (Lamb shift) قاتارلىق ھادىسىلەردە كۆزەتكىلى بولىدۇ. كەڭ دائىرىدە، ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسى ئالەمنىڭ ھەرىكەتلىرىگە تەسىر كۆرسىتىدۇ دەپمۇ قارىلىدۇ.
ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسىنىڭ زىچلىقى
ئالەم تۇراقلىقىنىڭ يۇقىرى چېكى بىلەن ھېسابلىغاندا، ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسىنىڭ زىچلىقى (9-)^10 جوئۇل ھەر كۇب مېتىر. ئەمما كۋانت ئېلىكترودىنامىكىسى ۋە ستوكاستىك ئېلىكترودىنامىكىسى بويىچە بولغاندا، 113^10 جوئۇل ھەر كۇب مېتىر بولۇشى كېرەك. ئىككىسى 122^10 دەرىجە پەرقلىنىدۇ. بۇ زىددىيەتلىك مۆلچەر ‹‹ۋاكۇئۇم كرىزىسى›› دەپ ئاتىلىدۇ، ھەم فىزىكا تارىخىدىكى ئەڭ ناچار مۆلچەر دەپ ئاتالغان. 113^10 جوئۇل ھەر كۇب مېتىر ئىنتايىن چوڭ سان بولۇپ، تەسەۋۋۇر قىلىشقا ئادەمنىڭ ئەقلى يەتمەيدۇ.
ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسىنىڭ نەزەرىيىۋى مەنبەسى
كۋانت مەيدان نەزەرىيەسىدە بارلىق ئاساسى مەيدانلار، مەسىلەن ئېلېكتروماگنىت مەيدانى، بوشلۇقتىكى ھەر بىر نۇقتىدا كۋانتلاشقان بولىدۇ. يەنى مەيدانلار ئۈزلۈكسىز بولماستىن، بۆلەكلەردىن تۈزۈلگەن بولىدۇ. فىزىكىدا بىر مەيدانىنى خۇددى پۇرژىنىلار بىلەن تۇتاشتۇرۇلغان شارىكلەر (كىچىك توپلار) نىڭ تەۋرىنىشى دەپ تەسەۋۋۇر قىلساق بولىدۇ. شارىكلەر ئەسلى ئورنىدىن قانچە يىراق بولسا، مەيدان شۇنچە كۈچلۈك بولىدۇ. بۇ نەزەرىيەدە مەيداننىڭ تاقىلىشى ئۈچۈن مەلۇم بىر نۇقتىدا تەۋرىنىش ( ئېنىقراق ئېيتقاندا مەيداننىڭ كۈچىدە ئۆزگىرىش) بولۇشى كېرەك. بۇ شارىك پۇرژىنىلارنىڭ بىرىكمىسىمۇ كۋانتلاشقان بولىدۇ بولۇشى كېرەك. يەنى مەيدانلارنىڭ كۈچىمۇ كۋانتلاشقان بولۇشى كېرەك. بۇنىڭغا ئاساسەن، ئەگەر بوشلۇقتىكى ھەر بىر نۇقتا بىر ئاددىي گارمونىك تەۋرەنگۈچ (ئاددىي گارمونىك ئوسسىللياتور دەپمۇ ئاتىلىدۇ) (simple harmonic oscillator) بولسا، ئۇنى كۋانتلاشتۇرساق كۋانت گارمونىك تەۋرەنگۈچ ( quantum harmonic oscillator) بولىدۇ. بۇنىڭدا مەيداننىڭ غىدىقلىنىشى مۇناسىۋەتلىك ئاساسى زەررىچىلەر بولۇپ ئىپادىلىنىدۇ. شۇڭا بۇ نەزەرىيەگە ئاساسلانغاندا ۋاكۇئۇم مۇرەككەپ تۈزۈلۈشكە ئىگە بولۇپ، كۋانت مەيدان نەزەرىيسەدە ھېسابلاشلار مۇشۇ مودېل ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلىشى كېرەك.
بۇ نەزەرىيە بويىچە ۋاكۇئۇمنىڭ زەررىچىلەرگە ئوخشاش سپىن (ئۆز ئوقىدا ئايلىنىش)، نۇرغا ئوخشاش قۇتۇپلىشىش ۋە ئېنىرگىيەگە ئىگە بولۇش قاتارلىق خۇسۇسىيەتلەرگە ئىگە. ئەمما بۇ خۇسۇسىيەتلەر ئوتتۇرا ھېساب بىلەن قارىغاندا ئۆزئارا يېيىشىپ كەتكەنلىكتىن، ۋاكۇئۇم قۇرۇقتەك تەسىر بېرىدىكەن. ئەمما ۋاكۇئۇمنىڭ مۆلچەرلەنگەن ئېنىرگىيەسى ( vacuum expectation value) بۇنىڭ سىرتىدا. ئاددىي گارمونىك تەۋرەنگۈچنى كۋانتلاشتۇرغاندا ئۇنىڭ ئېنىرگىيەسى نۆل بولماستىن بەلكى نۆلدىن يۇقىرى بولۇشى كېرەك، بۇ نۆل نۇقتا ئېنىرگىيەسى دەپ ئاتىلىدۇ. نۆل نۇقتا ئېنىرگىيەسى:
E=1/2hν
بوشلۇقتىكى بارلىق نۇقتىلاردا قوشۇپ چىقساق، بۇ ئېنېرگىيە چەكسىز بولۇپ كېتىدۇ. بۇ چەكسىزلىكتىن ساقلىنىش ئۈچۈن، بەزىلەر << گەرچە ئېنېرگىيە چەكسىز بولسىمۇ، ئەمما ئېنىرگىيەنىڭ پەرقىنىلا ئۆلچىگىلى بولىدۇ>> دەپ قارايدۇ. بۇ خۇددى كلاسسىك مېخانىكىسىدىكى پوتېنسىئال ئېنىرگىيەسىگە ئوخشايدۇ.
ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسىنىڭ تەسىرى
ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسى بىر قانچە نەتىجىلەرنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئۇلارنىڭ بىرى 1948 - يىلى ئوتتۇرىغا قويۇلغان كەسىمېر ئېففېكتى. كەسىمېر ئېففېكتىدا ئىككى ئىنتايىن يېقىن قويۇلغان مېتال تاختاينىڭ ئوتتۇرىسىدا ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسى تۈپەيلىدىن تارتىش كۈچى بولىدىغانلىقى مۆلچەرلەنگەن. بۇ تەجرىبە ئارقىلىق ئىسپاتلانغان، شۇڭا ۋاكۇئۇم ئېنىرگىيەسى خۇددى ئېلېكترون ۋە ماگنىت مەيدانلىرى مەۋجۇت بولغانغا ئوخشاش مەۋجۇت دەپ قارىلىدۇ. ئەمما كەسىمېر ئېففېكتىنىڭ باشقىچە چۈشەندۈرۈشلىرىنى ئوتتۇرىغا قويغانلارمۇ بار.
