量子涨落

✍ dations ◷ 2025-07-08 17:44:48 #量子涨落

在量子力学中，量子涨落（英语：quantum fluctuation。或量子真空涨落，真空涨落）是在空间任意位置对于能量的暂时变化。从维尔纳·海森堡的不确定性原理可以推导出这结论。根据这原理的一种表述，能量的不确定性 Δ E {displaystyle Delta E} 与能量改变所需的时间 Δ t {displaystyle Delta t} ，两者之间的关系式为其中 ℏ {displaystyle hbar } 是约化普朗克常数。这意味着能量守恒定律好像被违反了，但是仅持续很短的时间。因此，在空间生成了由粒子和反粒子组成的虚粒子对。粒子对借取能量而生成，又在短时间内湮灭归还能量。这些产生的虚粒子的物理效应是可以被测量的，例如，电子的有效电荷与裸电荷不同。从量子电动力学的兰姆位移与卡西米尔效应，可以观测到这效应。量子涨落对于宇宙大尺度结构的起源非常重要，可以解释宇宙为什么会出现超星系团、纤维状结构这一类结构的问题：根据宇宙暴胀理论，宇宙初期是均匀的，均匀宇宙存在的微小量子涨落在暴胀之后被放大到宇宙尺度，成为最早的星系结构的种子。

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