Einstein, Quantenspuk und die Weltformel (German Edition)

das Vakuum als materieleerer Raum ausgelegt, wie es in weiten Regionen des Universums zu finden oder in Labors künstlich zu erzeugen ist. Tatsächlich ist das Vakuum nicht ganz leer. Darin befinden sich im Idealfall lediglich keine Teilchen und Felder des Standardmodells. In einem Vakuum tummeln sich keine Elektronen, Protonen oder elektromagnetischen Felder. Das Vakuum ist jedoch auch nicht leer. Denn die Unschärferelation der Quantenphysik verbietet einen absolut leeren Raum und damit einen „scharf“ bestimmbaren Energiezustand. Wir erinnern uns, dass bei einem Teilchen Ort und Impuls nicht gleichzeitig exakt gemessen werden können. Das Vakuum wird demnach nicht von einer gähnenden Leere beherrscht, sondern unterliegt der Nullpunktfluktuation. Handelt es sich bei dieser Nullpunktfluktuation etwa um die freie Energie, die Tesla zugänglich machen wollte? Gibt es diesen Quantenspuk im Vakuum überhaupt oder existiert er nur in der Theorie?
44 … und zur Vereinfachung gewisser Sachverhalte beispielsweise in vorhergehenden Kapiteln dieses Buchs…
    Der niederländische Physiker Hendrik Casimir postulierte im Jahr 1948 ein ziemlich merkwürdiges Phänomen, das als „CasimirEffekt“ in die Geschichte einging. Im Vakuum sollten zwei Platten, die ungeladen sind und parallel zueinander stehen, von einer unsichtbaren Kraft zusammengedrückt werden. Diese Kraft war nicht unmittelbar auf eine der vier Grundkräfte der Physik zurückzuführen, sondern viel mehr auf das Eigenleben des Vakuums. Oder besser gesagt: Auf die Nullpunktfluktuation. Dabei entstehen virtuelle Teilchen-Antiteilchen-Paare und vernichten sich augenblicklich wieder. Eigentlich ist es nicht möglich, sagt zumindest die klassische Physik, dass Energie aus dem Nichts entsteht. Doch da sich die Teilchenpaare augenblicklich wieder vernichten, wird der Energieerhaltungssatz nicht verletzt. Der Casimir-Effekt ist durch genau diese Nullpunktfluktuation erklärbar. Zwischen den Platten sind nämlich gewisse Zustände der virtuellen Teilchen verboten, die ausserhalb der Platten erlaubt sind. Da ausserhalb der Platten mehr erlaubte virtuelle Teilchen auf die Platten stossen, entsteht ein Druckunterschied, der sich im Casimir-Effekt bemerkbar macht und die Platten zusammendrückt. Desto kleiner der Abstand zwischen den Platten, desto weniger erlaubte virtuelle Teilchen befinden sich dazwischen. Dadurch wird der Druck immer stärker, je mehr sich die Platten annähern (was in NanotechnologieAnwendungen durchaus problematisch ist). Marcus Spaarnay hat den Casimir-Effekt im Jahr 1958 experimentell bewiesen. Es gibt ihn tatsächlich, den Quantenspuk im Vakuum. Doch besteht darin auch ein Beleg für die freie Energie? Tatsächlich ist die Energie, die in jedem Vakuum und selbst am absoluten Nullpunkt im Raum zu stecken scheint, kaum nutzbar als Energiequelle. Denn die virtuellen Teilchen entziehen sich unserem Zugriff. Sollte es dennoch gelingen, Antiteilchen aus der Nullpunktfluktuation zu ziehen und diese mit Materie zu nutzbarer Wärmestrahlung reagieren zu lassen, wäre der Energieerhaltungssatz wohl definitiv verletzt. In diesem Fall drängt sich die Frage auf, woher diese mysteriösen virtuellen Teilchen stammen. Falls darauf eine schlüssige Antwort gefunden wird, könnte der Energieerhaltungssatz dennoch gerettet werden. In der Badewanne haben wir nämlich auch das Gefühl, das Wasser geht verloren, wenn wir den Stöpsel ziehen und alles in einem Strudel abfliesst. Betrachten wir den gesamten Wasserkreislauf oder das Ökosystem, geht natürlich kein Wasser verloren. Es ändert höchstens seinen Aggregatszustand (gefriert oder wird gasförmig) oder reagiert mit einem anderen Stoff. Die Masse und die Energie bleiben im globalen System aber erhalten. Möglicherweise gilt ein ähnliches Prinzip auch für die virtuellen Teilchen. Sie erscheinen uns möglicherweise nur virtuell, sind für uns unsichtbar, weil sie aus einer höheren Dimension oder einem die Raumzeit umgebenden Hyperraum wechselwirken. Die freie Energie bleibt zumindest theoretisch durchaus denkbar. Der Casimir-Effekt zeigt, dass die Nullpunktfluktuation zwei Platten zusammendrückt und insofern eine Kraft wirken lässt. Vielleicht kann diese Kraft in Nanoanwendungen irgendwann einmal genutzt werden. Dadurch wäre es möglich, die Vakuumenergie anzuzapfen. Eine Energie, die praktisch überall und fast unbegrenzt verfügbar ist.
    In diesem Zusammenhang interessant wäre natürlich auch die