Een recent voorbeeld was uitgebracht in 2025 door onderzoekers van onder meer de Europese X-Ray Free-Electron Laser Facility nabij Hamburg. Ze koelden jodopyridine, een organisch molecuul bestaande uit 11 atomen, bijna tot het absolute nulpunt af en hamerden erop met een laserpuls om de atomaire bindingen te verbreken. Het team ontdekte dat de bewegingen van de bevrijde atomen gecorreleerd waren, wat erop wijst dat het jodopyridinemolecuul, ondanks zijn gekoelde toestand, trilde. “Dat was oorspronkelijk niet het hoofddoel van het experiment,” zei Rebecca Baleen experimenteel natuurkundige in de faciliteit. “Het is eigenlijk iets dat we hebben gevonden.”
Misschien wel het bekendste effect van nulpuntsenergie in een veld werd voorspeld door Hendrick Casimir in 1948, waargenomen in 1958 en uiteindelijk waargenomen in 1997. Twee platen van elektrisch ongeladen materiaal – die Casimir zich voorstelde als parallelle metalen platen, hoewel andere vormen en materialen dat ook zullen doen – oefenen een kracht uit. Casimir zei dat de platen zouden fungeren als een soort guillotine voor het elektromagnetische veld, waardoor oscillaties met lange golflengten zouden worden afgesneden op een manier die de nulpuntsenergie zou vertekenen. Volgens de meest geaccepteerde verklaring is de energie buiten de platen op de een of andere manier hoger dan de energie tussen de platen, een verschil dat de platen naar elkaar toe trekt.
Kwantumveldtheoretici beschrijven velden doorgaans als een verzameling oscillatoren, die elk hun eigen nulpuntsenergie hebben. Er zijn een oneindig aantal oscillatoren in een veld, en een veld moet daarom een oneindige hoeveelheid nulpuntsenergie bevatten. Toen natuurkundigen dit in de jaren dertig en veertig beseften, twijfelden ze aanvankelijk aan de theorie, maar kwamen ze al snel in het reine met oneindigheid. In de natuurkunde – of in ieder geval in de meeste natuurkunde – zijn energieverschillen waar het om draait, en met zorg kunnen natuurkundigen dat ook trek de ene oneindigheid van de andere af om te zien wat er overblijft.
Het werkt echter niet voor de zwaartekracht. Al in 1946 realiseerde Wolfgang Pauli zich dat een oneindige of op zijn minst gigantische hoeveelheid nulpuntsenergie een zwaartekrachtveld zou moeten creëren dat sterk genoeg was om het universum te laten exploderen. “Alle vormen van energie worden aangetrokken”, zei hij Sean Carolleen natuurkundige aan de Johns Hopkins Universiteit. “Dat omvat de vacuümenergie, dus je kunt het niet negeren.” Waarom deze energie door de zwaartekracht gedempt blijft, is voor natuurkundigen nog steeds een raadsel.
In de kwantumfysica is de nulpuntsenergie van het vacuüm meer dan een voortdurende uitdaging, en het is meer dan de reden dat je een doos nooit echt leeg kunt maken. In plaats van iets te zijn waar niets zou moeten zijn, is het niets dat de potentie heeft gekregen om iets te zijn.
“Het interessante aan het vacuüm is elk veld, en daarom is elk deeltje op de een of andere manier vertegenwoordigd”, zei Milonni. Hoewel er geen enkel elektron aanwezig is, bevat het vacuüm ‘elektroniciteit’. De nulpuntsenergie van het vacuüm is het gecombineerde effect van elke mogelijke vorm van materie, inclusief de vormen die we nog moeten ontdekken.
Origineel verhaal herdrukt met toestemming van Quanta-tijdschrifteen redactioneel onafhankelijke publicatie van Simons Stichting wiens missie het is om het publieke begrip van wetenschap te vergroten door onderzoeksontwikkelingen en trends in de wiskunde en de natuur- en levenswetenschappen te behandelen.
