量子ゆらぎ
量子物理学において量子ゆらぎ(または量子真空ゆらぎ、真空ゆらぎ)は 空間のある点におけるエネルギーの一時的な変化で、ヴェルナー・ハイゼンベルクの不確定性原理で説明される。
これにより仮想粒子の粒子-反粒子対が生成する。 これらの粒子の効果は測定可能であり、例えば電子の有効電荷は「裸の」電荷とは異なっている。
量子ゆらぎは宇宙の構造の起源において非常に重要である。 インフレーションのモデルによれば、インフレーションが始まったときに存在した宇宙は増幅され、現在観測されるすべての構造の種を作った。 真空エネルギーは現在の宇宙の加速(宇宙定数)の原因である。
原理により、エネルギーと時間は次の関係でつながっている。
Δ E Δ t ≥ h 4 π {\displaystyle \Delta E\Delta t\geq {h \over 4\pi }}
現代の視点では、エネルギーは常に保存されるが、粒子数演算子は場のハミルトニアンまたはエネルギー演算子と交換しない。 よって場の最低エネルギー状態(基底状態、真空状態)は、名前から予想されるような粒子が存在しない状態ではなく、 粒子数が0, 1, 2...などの粒子数固有状態の重ね合わせである。