[Querkopf]

Casimir Effekt:
Der Quantenmechanische Harmonische Oszillator hat im Grundzustand eine nichtverschwindende Energie von ½ h-quer Omega. Also auch die Nullmode schwingt noch mit einer gewissen Energie.

Im Falle eines Quantisierten Feldes summieren wir über eine unendliche Anzahl von Harmonischen Oszillatoren. Da steckt also selbst im Grundzustand eine Menge Energie drin. Die lässt sich aber leider nur in SciFI Filmen nutzen.
Warum? Weil ein Vakuumzustand per Definition keine Teilchen enthält die irgendwie Wechselwirken können.

Wir haben unseren Vakuumzustand (der Grundzustand unseres quantisierten Elektromagnetischen Feldes um Missverständnissen zu vermeiden) und unser Maxwellfeld.
Eine Frage die man sich stellen kann ist, wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit im Vakuum spontan ein elektrisches oder magnetisches Feld anzutreffen.
Die Wahrscheinlichkeit ist Null. Denn unser quantisiertes Feld ist ja ein Operator der Erzeuger und Vernichter von Teilchen enthält. Im Vakuum ist die Wahrscheinlichkeit für das Erzeugen und Vernichten von Teilchen aber Null, denn wir haben per Definition genau Null Teilchen.
Wir müssen uns also keine sorgen machen, das es plötzlich aus dem nichts zu Blitzen anfängt.
Der Erfahrene Statistiker weiß aber, dass es neben einem Wert Für die Wahrscheinlichkeit auch noch Streumaße und ähnliches gibt. Wir rechen also weiter.
Wenn ich nämlich die Wahrscheinlichkeit z.B. für das Quadrat eines elektrischen Feldes ausrechne (das zweite stochastische Moment, das eng mit der Varianz verbunden ist), bekomme ich je nach Randbedingungen für mein Feld einen von Null verschiedenen Wert heraus. Ich habe also im mittel kein Feld und kann auch keines messen aber zwischendurch brodelt es kräftig und ich habe Fluktuationen.

Wie kann ich das interpretieren? Nun, ich habe mit der Quantisierung des Feldes einen Formalismus gefunden, in dem die Erhaltung der Teilchenzahl verletzt ist. Mein Feld beschreibt das erzeugen und vernichten von Teilchen. Ich kann also durchaus zwischendrin virtuelle Teilchen erzeugen und wieder vernichten, solange diese nicht direkt messbar sind (denn dann wären sie real und ich müsste ihnen Energie zur Verfügung stellen).

Aber zurück zum Casimireffekt.
Ich kann meine Nullpunktsenergie nicht Direkt messen. Die Energie hängt aber von den Randbedingungen des Feldes ab. Also müsste sich die Energiedifferenz zwischen Feldern unterschiedlicher Randbedingungen bemerkbar machen. Das ist genau was der Casimireffekt zeigt. Das ausrechnen des Effektes ist sehr technisch und relativ anspruchsvoll.