Para responder primero a la segunda pregunta, los sistemas cuánticos que aparecen en los libros de texto, como el oscilador armónico y la partícula en una caja, están muy idealizados porque, entre otras cosas, omiten los efectos del vacío cuántico. Los valores de los libros de texto, como hf / 2 para la energía del estado fundamental de un oscilador armónico, ignoran los efectos del vacío cuántico. Estos valores y estados de energía precisos (sin varianza) son los que se ajustan a las condiciones límite prescritas y satisfacen la ecuación de Schrodinger. Las fluctuaciones de energía de vacío (es decir, las variaciones de los campos de vacío alrededor de su valor promedio de cero) cambian los niveles de energía pronosticados en una pequeña cantidad y causan pequeñas variaciones en esas energías.
La primera pregunta no puede responderse hasta que se especifique un sistema físico específico, como el átomo de hidrógeno. Para el hidrógeno, el cálculo del libro de texto produce la energía estándar del estado fundamental de -13,6 eV y valores más altos (menos negativos) para los estados excitados. El efecto de vacío más importante es que, una vez que se pone en un estado excitado, simplemente permanecería allí y nunca irradiaría espontáneamente si no fuera por las fluctuaciones de energía del vacío. Esto es cierto para cada estado de energía (“eigenstate”) de cada átomo. La interacción de cualquier átomo excitado con el vacío cuántico provoca saltos espontáneos a estados de menor energía. El vacío también causa un cambio medible, llamado “cambio de cordero”, en la energía de ciertos estados de hidrógeno. Para el estado 2s, este cambio es de solo 0.000,004,372 eV, lo que le da una idea de cuán pequeños son estos efectos de vacío en términos de energía. Recientemente se realizó un estudio directo, aparentemente el primero, de las fluctuaciones del campo de vacío cuántico: C. Riek, A. Leitenstorfer, et. Alabama. , “Muestreo directo de fluctuaciones de vacío en campos eléctricos”, Science 350 , pp. 420-423 (23 de octubre de 2015).
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