Alors que
beaucoup le savent "énergie négative" pour désigner le chi négatif,
aura négative ou d'énergie, sinon préjudiciable qu'une personne dégage, le
terme a aussi une définition scientifique. Basé sur le principe d'incertitude
de Heisenberg, l'énergie négative a à voir avec les fluctuations inhérentes à
l'énergie qui existe dans toute énergie ou champ magnétique. Cette forme de
"matière exotique" est une force hautement imprévisible qui a été
prouvé d'exister dans le milieu des champs d'énergie zéro. Bien que difficiles
à identifier, ce type d'énergie est supposé exister au bord de trous noirs, et
a été citée comme une condition préalable nécessaire pour le Voyage de Stephen
Hawking.
Le concept
d'énergie négative a été proposé par le physicien britannique Paul Dirac Adrien
Maurice en 1928, en tant que composante de l'équation de Dirac. Cette équation
a été conçue pour être conforme aux normes de la relativité restreinte. Dans
cette équation, Dirac a décrit comment les états quantiques d'énergie positive seraient
compensés par l'énergie négative. En règle générale, ces deux types d'énergie
seront équilibrer un de l'autre. Ainsi, la forme négative de l'énergie n'est
généralement pas un phénomène observable. Toutefois, dans le cas d'un vide pur,
états d'énergie négative seront exprimés pour tous les atomes dans le vide
tandis qu'aucun des états d'énergie positives seront exprimés. Ce concept est
appelé la mer de Dirac.
Théoriquement,
un trou peut se développer dans la mer de Dirac si un parasite rayons gamma
entre en collision avec les électrons dans un état négatif de l'énergie,
transformant ainsi dans un électron chargé positivement. Un tel trou dans la
mer de Dirac se comporte dans le sens inverse de l'électron original, chargé
négativement. La nouvelle électrons chargés positivement serait un exemple de
l'antimatière. Ainsi, l'antimatière ne devrait pas être confondue avec un état
négatif de l'énergie.
En 1948, le
physicien hollandais Hendrick Casimir prédit qu'une petite force d'attraction
pourrait exister entre deux plaques parallèles non chargées dans le vide. Si
les plaques sont au repos extrêmement proches l'un de l'autre, l'énergie
négative est produite car le nombre d'ondes électromagnétiques entre les deux
plaques devient inférieur à celle de l'espace environnant. En substance, un
état négatif de l'énergie devient présent lorsque les longueurs d'onde de
particules dans une certaine région de l'espace sont moins que ce qui peut
normalement être évaluées.
Les prédictions
de Casimir ont été observées dans deux expériences distinctes. La première
expérience a eu lieu en 1958, et a été supervisé par MJ Sparnaay. Il a produit
des résultats qui étaient compatibles avec les théories de Casimir. La deuxième
expérience, par Steve K. Lamoreaux, a été menée en 1997. Plutôt que d'utiliser
deux plaques dans l'expérience, Lamoreaux jumelé une seule plaque avec une
autre plaque qui faisait partie d'une sphère presque-précis. Cette expérience a
également confirmé les prédictions de Casimir. Alors que les états négatifs de
l'énergie peuvent ne pas être observables, ils ont fait leurs preuves à la fois
théorique ainsi que par voie d'expérimentation.
