Het nieuwste voorbeeld is gepubliceerd in 2025 door onderzoekers van de Europese X-ray Free Electron Laser Facility nabij Hamburg en andere instellingen. Ze koelden jodopyridine, een organisch molecuul bestaande uit 11 atomen, af tot bijna het absolute nulpunt en sloegen erop met laserpulsen om de atomaire bindingen te verbreken. Het team ontdekte dat de bewegingen van de vrijgekomen atomen gecorreleerd waren, wat erop wijst dat het jodopyridinemolecuul zelfs in zijn koude toestand trilde. “Dat was in de eerste plaats niet het hoofddoel van deze proef”, zei hij Rebecca Boleen experimenteel natuurkundige in de faciliteit. “Het is eigenlijk iets dat we hebben ontdekt.”
Misschien wel het beroemdste nulpuntsenergie-effect in een veld werd voorspeld door Hendrick Casimir in 1948, waargenomen in 1958 en definitief waargenomen in 1997. Twee platen van elektrisch ongeladen materiaal – die Casimir zich voorstelde als parallelle platen metaal, hoewel andere vormen en stoffen zouden kunnen worden gebruikt – oefenen een kracht op elkaar uit. Casimir zei dat de plaat zou fungeren als een soort guillotine voor het elektromagnetische veld, waardoor oscillaties met lange golflengten zouden worden afgesneden op een manier die nulpuntsenergie zou vernietigen. Volgens de meest aanvaarde verklaring is de energie buiten de platen in sommige gevallen hoger dan de energie tussen de platen, een verschil dat de platen bij elkaar houdt.
Kwantumveldtheoretici beschrijven velden gewoonlijk als verzamelingen oscillatoren, die elk hun eigen nulpuntsenergie hebben. Er zijn een oneindig aantal oscillatoren in een veld, en dus moet een veld een oneindig aantal nulpuntsenergieën bevatten. Toen natuurkundigen dit in de jaren dertig en veertig beseften, twijfelden ze aanvankelijk aan de theorie, maar al snel realiseerden ze zich oneindigheid. In de natuurkunde – of in ieder geval in de meeste natuurkunde – zijn energieverschillen heel belangrijk, en als ze zorgvuldig worden uitgevoerd, kunnen natuurkundigen trek de ene oneindigheid af van de andere oneindigheid om te zien wat er overblijft.
Maar dat geldt niet voor de zwaartekracht. Al in 1946 realiseerde Wolfgang Pauli zich dat een oneindige hoeveelheid nulpuntsenergie, of op zijn minst een grote hoeveelheid, een zwaartekrachtveld zou creëren dat sterk genoeg was om het universum te laten exploderen. “Alle vormen van energie zijn zwaartekracht,” zei hij Sean Carolleen natuurkundige aan de Johns Hopkins Universiteit. “Het omvat vacuümenergie, dus je kunt het niet negeren.” Waarom deze energie door de zwaartekracht gedempt blijft, verbijstert natuurkundigen nog steeds.
In de kwantumfysica is de nulpuntsenergie van een vacuüm meer dan een voortdurende uitdaging, en het is meer dan alleen de reden waarom je een doos niet daadwerkelijk kunt legen. In plaats van iets te zijn dat niet zou moeten bestaan, is het niet iets dat de potentie heeft om iets te zijn.
“Het interessante aan het vacuüm is dat elk veld, en dus elk deeltje, vertegenwoordigd is”, zegt Milonni. Zelfs als er geen enkel elektron is, bevat het vacuüm ‘elektronen’. De nulpuntsenergie van een vacuüm is het gecombineerde effect van elke vorm van materie, inclusief die welke we nog niet hebben ontdekt.
Origineel verhaal herdrukt met toestemming van Kuanta-tijdschrifteen redactioneel onafhankelijke publicatie van Simons Stichting wiens missie het is om het publieke begrip van wetenschap te vergroten door ontwikkelingen en onderzoekstrends op het gebied van de wiskunde, de natuurwetenschappen en de levenswetenschappen te bespreken.
