પરમ-શૂન્યાંક ઊર્જા (zero point energy)

પરમ–શૂન્યાંક ઊર્જા (zero point energy) : જે કમ્પન-ઊર્જા (vibrational energy) પદાર્થના અણુઓ, નિરપેક્ષ શૂન્ય તાપમાને પણ જાળવી રાખે છે તે ઊર્જા. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, તાપમાનને પદાર્થના અણુઓની યાદૃચ્છિક ગતિ(random motion)ની તીવ્રતાની માત્રા તરીકે લેવામાં આવે છે. તેથી જો તાપમાનમાં ઘટાડો કરીને નિરપેક્ષ શૂન્ય કરવામાં આવે ત્યારે બધી જ ગતિ બંધ પડી જઈ, અણુઓ ગતિ-વિહીન બની સ્થિર થતા હોય છે. વાસ્તવમાં પરમ-શૂન્યાંક ઊર્જાને અનુરૂપ ગતિ કદી લુપ્ત થતી નથી.

ઉપપરમાણ્વીય ભૌતિકશાસ્ત્ર( subatomic physics)ની ઘટનાઓ માટેના ક્વૉન્ટમ યંત્રશાસ્ત્રના સિદ્ધાંત અનુસાર, પરમશૂન્યાંક ઊર્જા પરિણમતી હોય છે. જો અણુઓ સંપૂર્ણપણે સ્થિર થાય તો તેમના ઘટક પરમાણુઓનું સ્થાન પરિશુદ્ધ રીતે (precisely) નક્કી થઈ શકે અને સાથોસાથ તેમને નિર્દિષ્ટ પરિશુદ્ધ વેગ પણ હોઈ શકે, જેનું મૂલ્ય શૂન્ય હોય. પરંતુ ક્વૉન્ટમ યંત્રશાસ્ત્રનું એક મૂળભૂત સત્ય (axiom) એ છે કે કોઈ પણ પદાર્થ એકીસાથે સ્થાન તેમજ વેગનું પરિશુદ્ધ મૂલ્ય ધરાવી શકે નહિ. માટે અણુઓ કદી સંપૂર્ણપણે સ્થિર હોઈ શકે નહિ.

υ (ગ્રીક મૂળાક્ષર ન્યુ) આવૃત્તિવાળા, દોલક(oscillator)ની T તાપમાને ઊર્જા,

kT [x/(e^x − 1)]

વડે મળે છે. જ્યાં  છે. અહીં h = પ્લાન્ક્ધાો અચળાંક અને k = બોલ્ટઝ્માનનો અચળાંક છે.

ઊંચા તાપમાને આ ઊર્જાનું મૂલ્ય બને છે, જે ચિરપ્રતિષ્ઠિત યંત્રશાસ્ત્ર (classical mechanics)ના કથન મુજબ kT જેટલું નથી. આ મૂલ્ય પ્રાપ્ત કરવા માટે, નિરપેક્ષ શૂન્ય તાપમાને દોલકની સાથે પ્રથમથી જ જેટલી પ્રારંભિક ઊર્જા છે એમ ધારી લેવામાં આવે છે, જેને પરમશૂન્યાંક ઊર્જા કહે છે.

એરચ મા. બલસારા