DOW-UAP-D142, AAWSAP DIRD, רעיונות להפקת אנרגיה מהוואקום הקוונטי, אפריל 2010

מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD) בן 57 עמודים, "Concepts for Extracting Energy From the Quantum Vacuum", שהוכן עבור משרד ההתרעה הביטחונית (Defense Warning Office) של סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA) במסגרת תוכנית AAWSAP, ותאריכו לפי המטא-דאטה אפריל 2010. המחבר מופיע רק בכינוי "AAP Person 58". המסמך סוקר את הרעיונות להפקת אנרגיה מהוואקום הקוונטי, מתנודות נקודת האפס ואפקט קזימיר ועד דעיכת ואקום דיראק ו"התכת" ואקום הכרומודינמיקה הקוונטית, ומגיע למסקנה שאין עדיין בסיס תיאורטי מוצק להפקה מועילה, אך גם אין דרך לפסול את הרעיון עקרונית.

רקע

מסמכי DIRD הם תוצרי עזר וסינתזה של DIA, שנועדו לתעד ידע בסיסי בנושא מסוים לשימוש אנליטי עתידי. זהו אחד מ-38 מסמכים כאלה שהופקו במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSAP) בשנים 2009-2011. לפי עמוד השער, המסמך הוכן על ידי חטיבת תמיכת הרכש (DWO-3) במנהלת הניתוח של DIA. ההערה המנהלית מגדירה אותו "אחד מסדרה של דוחות טכנולוגיה מתקדמת שהופקו בשנת הכספים 2009" במסגרת התוכנית, מפנה את השאלות למנהל התוכנית, המופיע בכינוי "AAP Person 1", וכוללת אזהרת זכויות יוצרים האוסרת הפצה נוספת של התצלומים שבו. הסימון בראש העמודים הוא UNCLASSIFIED//FOR OFFICIAL USE ONLY.

המוטיבציה, כפי שהמסמך מציג אותה, היא אספקת חשמל בחלל והנעה "ללא חומר הנעה": רקטה חייבת לשאת את כל הדלק שלה, ומקור אנרגיה שנמצא בכל מקום במרחב היה משנה את התמונה. נקודת המוצא היא שלפי תורת הקוונטים הוואקום אינו ריק, אלא מלא בתנודות של שדות, שאנרגייתן מכונה אנרגיית נקודת האפס (ZPE) והשדה עצמו שדה נקודת האפס (ZPF).

מה כתוב במסמך

המסמך בנוי משישה פרקים, תודות, נספח ורשימת מקורות. הוא נע מהיסטוריה של הרעיון, דרך הבסיס התיאורטי וסקירת ניסויים, אל דיון עקרוני בשאלה אם הוואקום "ניתן לפירוק", ומשם אל מסקנות והמלצות.

פרק I - סיכום

לפי הפתיחה, הוואקום מלא בגלים אלקטרומגנטיים אקראיים בפאזה ובמשרעת, שהתפלגות התדרים שלהם מעוקבת ושאינם קרינת הרקע הקוסמית. באינטגרציה עד תדר פלאנק (כ-10 בחזקת 43 הרץ) מתקבלת צפיפות אנרגיה של עד 10 בחזקת 113 ג'אול למטר מעוקב, ואף בחיתוך בתדר קומפטון של הנוקלאון (כ-10 בחזקת 23 הרץ) הצפיפות היא כ-10 בחזקת 35 ג'אול למטר מעוקב. המחבר מסביר שוואקום הכוח החלש הוא למעשה הוואקום האלקטרומגנטי, ושאת הצימוד לוואקום הכרומודינמי, הקיים בשתי פאזות, אפשר להזניח בשלב זה. ברשימת התופעות המוכרות המיוחסות ל-ZPF: הסטת לאמב, פליטה אטומית ספונטנית, כוחות ואן דר ואלס, אפקט קזימיר, רעש בלייזרים והקבוע הקוסמולוגי ("אנרגיה אפלה"). המסמך מציע להתייחס ל-ZPF כאנרגיה ממשית, ובלשונו "העולם הרגיל של חומר ואנרגיה הוא כמו קצף על פני ים הוואקום הקוונטי".

פרק II - רעיונות היסטוריים ושיקולים תרמודינמיים

כוח קזימיר, משיכה בין שני לוחות מתכת לא טעונים, נמדד היטב ומיוחס לחוסר איזון בצפיפות אנרגיית נקודת האפס בין המרווח שבין הלוחות לסביבתם. מוצג ניסוי מחשבתי של פורוורד (Forward), "סוללת תנודות ואקום": ערימת לוחות טעונים במטען זהה, שהדחייה החשמלית ביניהם מכוונת להיות חלשה מעט מכוח קזימיר, כך שהם נמשכים זה לזה ומפיקים עבודה. לפי המסמך הראו קול ופוטהוף (Cole, Puthoff) שהפקה כזאת אינה סותרת את חוקי התרמודינמיקה, אך תהליך מחזורי רציף היה מפר את החוק השני: הטעינה מחדש תדרוש יותר אנרגיה ממה שהופק.

דוגמה שנייה היא פטנט של מיד ונחמקין (Mead, Nachamkin): זוג מבנים דיאלקטריים מהודים בגדלים שונים מעט, שאמורים ליצור "תדר פעימה" נמוך שאנטנה קולטת ומעגל כוונון, שנאי ומיישר הופכים לחשמל. לפי המסמך, מחקר מודל ממוחשב במעבדת המחקר של חיל האוויר בבסיס אדוארדס, קליפורניה, הצביע על כך שההמצאה יכולה לעבוד, אך לא נערך ניסוי מעבדה. המחבר מבקר את הרעיון: אין בו רכיב לא-ליניארי שייצר פסי צד ותדר פעימה, ופתרון אפשרי הוא כדורים מחומר דיאלקטרי לא-ליניארי. מסקנת הפרק: אף שיטה מעשית לא הודגמה במעבדה.

פרק III - מקור אנרגיית נקודת האפס

הפרק מציג שתי תמונות. באלקטרודינמיקה הקוונטית (QED), עקרון אי-הוודאות מונע ממתנד הרמוני קוונטי לנוח לחלוטין, ולכל אופן של השדה יש אנרגיית מינימום ממוצעת של חצי hω. המסמך מביא את ההיסטוריה: פלאנק הוסיף את איבר נקודת האפס ב-1912, איינשטיין, הופף ושטרן הכירו בחשיבותו ב-1913, וניסויי מוליקן ב-1924 על בורון מונוקסיד סיפקו לו ראיה ספקטרוסקופית. בחיתוך באורך פלאנק הצפיפות גדולה ב-108 סדרי גודל מאנרגיית הקרינה במרכז השמש. המחבר דוחה את הטענה שצפיפות כזאת הייתה ממוטטת את היקום: לפי המסמך רק האופנים בתדר נמוך מושפעים מעקמומיות המרחב-זמן, ומכאן צפיפות שיורית של כ-10 בחזקת מינוס 9 ג'אול למטר מעוקב, כפי שנצפה.

בתמונה השנייה, האלקטרודינמיקה הסטוכסטית (SED), מניחים רקע קרינה אקראי קלאסי, שכדי להיות אינווריאנטי לורנץ חייב להיות בעל ספקטרום מעוקב בתדר, כמו ב-QED; קבוע פלאנק הופך בה לפרמטר מתכוונן. שורשיה אצל נרנסט ב-1916 ואצל מרשל ובויר בשנות ה-60, ולפי המסמך היא שחזרה תוצאות קוונטיות כמו המתנד ההרמוני, הסטת לאמב, קרינת גוף שחור, כוחות ואן דר ואלס וקזימיר, דיאמגנטיות ואפקט דייוויס-אונרו, במערכות ליניאריות.

פרק IV - סקירת ניסויים נבחרים

לפי המסמך, חלק מהרעיונות עברו הערכה ראשונית של ועדות ביקורת בלוקהיד מרטין (Lockheed-Martin), עם אנשי מחקר ופיתוח ומומחים חיצוניים, ב-2005.

• תנודות מתח בסלילים: קוך ועמיתיו (Koch) מדדו תנודות מתח במעגלים שמיוחסות ל-ZPF, ולפי המסמך זו ראיה לכך שהשדה מבצע עבודה ממשית. בעקבות הצעה של בלנקו ועמיתיו (Blanco) לכלול את התנגדות הקרינה של הסליל, מוצע ניסוי שבו האפקט יימדד בכ-100 מגה-הרץ במקום 100 גיגה-הרץ: סליל בקוטר 1 ס"מ עם 2,000 ליפופים של חוט טונגסטן 38 AWG, בטמפרטורה של 3 קלווין בתוך דיואר, עם הגברה צפויה של פי 100, וסליל ביקורת שמחצית מליפופיו בכיוון הפוך. נחושת מוצגת כחלופה זולה.
• הקטנת אנרגיית מצב היסוד: לפי בויר ופוטהוף, אלקטרון במצב היסוד של אטום המימן מאזן את הקרינה שהוא פולט בבליעת קרינת ZPF, ואורך הגל המקיים את המסלול הוא 455 אנגסטרום. ההשערה היא שדיכוי אורך גל זה במיקרו-חלל קזימיר יעביר את האלקטרון למצב "תת-בוהרי" וישחרר 1 עד 10 אלקטרון-וולט, אנרגיה ש"תופק מקומית ותתחדש גלובלית". המחבר מזהיר שהסתירות בין SED ל-QED מטילות ספק בגישה. מוצג תכנון של גז אציל או כספית הזורמים דרך מנהרות קזימיר בקוטר 0.1 מיקרון; בקובייה של סנטימטר מעוקב עם כ-1.3 מיליארד מנהרות מתקבל לפי החישוב הספק של 2,150 עד 21,500 וואט. המחבר מודה שאי אפשר לקדוח מנהרות כאלה ומציע איכול בטכנולוגיית שבבים. ניסוי של פוטהוף ועמיתיו, שהעביר גז מימן דרך חלל קזימיר של 1 מיקרון במרכז קרינת הסינכרוטרון באוניברסיטת ויסקונסין במדיסון, לא הניב תוצאה חד-משמעית בגלל תקלות בקרן.
• אפקט קזימיר "בר כוונון": מיתוג לוחות ממצב מוליך למצב דיאלקטרי (קבוע דיאלקטרי 4) נותן לפי החישוב כ-35 וואט לק"ג כפול תדר המיתוג במגה-הרץ, לעומת כ-5 וואט לק"ג בגנרטורים תרמו-אלקטריים רדיואיזוטופיים. מוזכרים גבישים פוטוניים תלת-ממדיים שפיתחה מעבדת סנדיה, וניסוי של יאנוצי ועמיתיו (Iannuzzi) עם "מראות מתחלפות במימן" במרווחים של 70 עד 400 ננומטר, שלא הראה ירידה ניכרת בכוח קזימיר; ההסבר במסמך הוא שהשינוי האופטי כיסה רק תחום צר של אורכי גל (0.5 עד 3 מיקרון).
• קופסת קזימיר: פרדוקס של פורוורד על שינוי יחס הממדים של קופסה; לפי המסמך מקליי (Maclay) הראה שנדרשת יותר עבודה מזו שמופקת, ואין רווח נטו.
• תופעת ה-EV: שולדרס (Shoulders) חקר מערבולות פלזמה מיקרוסקופיות, שנחשבות צורה של ברק כדורי. "חוטי מערבולת" כאלה קדחו תעלות חלקות בחומרים ולעיתים התפוצצו ויצרו מכתשים. שולדרס כינה אותם תחילה electromagnetic vortices ואחר כך Electrum Validum ("אלקטרון חזק"), ופיתח התקני פריקת מיקרו-קשת במתח נמוך. ההשערה המובאת היא שכוח קזימיר גובר על הדחייה החשמלית ומייצב את צבירי המטען. ניסיונות להפיק אנרגיה מ-EV נכשלו בגלל בעיות טכניות, והמחבר רואה בנושא כיוון למחקר עתידי.

פרק V - שיקולים תיאורטיים: האם הוואקום ניתן לפירוק

הפרק נפתח בוויכוח על מעמדו של הוואקום. הוא מתנהג כתווך אופטי (דו-שבירה בשדה מגנטי, "פריצה" בשדה חשמלי עז), אך המסמך מביא גם את הספקנים: ג'יינס (E. T. Jaynes) חישב זרימת הספק של 6 כפול 10 בחזקת 20 מגה-וואט לסנטימטר רבוע וכתב ש"קרינה ממשית בעוצמה כזאת הייתה עושה קצת יותר מלהסיט את רמת 2s ב-4 מיקרו-וולט", ודיראק מצוטט: "זו פשוט לא מתמטיקה הגיונית". מוזכרת "בעיית 120 סדרי הגודל" בין ערך QED לקבוע הקוסמולוגי. אפקט קזימיר מוסבר בשתי תמונות, כביטוי של אנרגיית הוואקום או כקורלציות בין אלקטרונים בשני הלוחות, והמסקנה היא שהאנרגיות קטנות מכדי להיות משמעותיות לייצור אנרגיה, אף שהכוחות חשובים להתקנים מיקרו-אלקטרו-מכניים (MEMS).

המסמך מבחין בין מכונה מסוג I, "חד-פעמית", שמשאירה אחריה "אפר", לבין מכונה מסוג II, שממירה אנרגיה במחזור בלי שהחומר שלה משתנה. הטענה המרכזית: ב-QED מבנה האופנים ואנרגייתם "קבועים בחיווט", ולכן הוואקום אינו ניתן לכילוי והמרה רציפה מסוג II אסורה עקרונית. שתי פרשנויות נשארות: או ש-QED נכונה וההמרה הרציפה בלתי אפשרית, או שזהו תוצר של פורמליזם מתמטי אידיאלי מדי והשאלה פתוחה.

אחר כך נבחנות חלופות ל-QED. לפי ג'יינס השפעות הוואקום הן שדות העצמי של החומר. לגבי SED, ניתוח של מתנד לא-ליניארי מוביל לספקטרום ריילי-ג'ינס במקום ספקטרום פלאנק, ולכן לפי המסמך SED "בצורתו הנוכחית אינו שלם". הגרסה המתוקנת של דה לה פניה וצ'טו (de la Pena, Cetto), LSED, מוסיפה עקרונות אילוץ, מתכנסת למכניקת הקוונטים הלא-יחסותית ופותרת חלק מהבעיות, אך שאלת ההמרה הרציפה לא נבדקה בה. ברוט (Barut) הציע ניסוח של QED ללא שדות ואקום מקוונטטים, שבו נשארות רק תנודות החומר; לפי המסמך, בגישה כזאת הטיעונים על כך שהוואקום אינו ניתן לפירוק, והאיסור הנגזר מהם, אינם חלים, אך הגישה עדיין לא הושלמה.

דוגמאות לוואקום שניתן לפירוק

תחת כותרת שנכתבה "EXAMPLES OF DEGRADABLE OF DECAYING VACUUM", הדו"ח קובע ש"הוואקום בתורת QED ניתן למעשה לפירוק", ומביא שבע דוגמאות:

• דחיסה כבידתית: הוכברג וקפהארט (Hochberg, Kephart) מצאו, בעבודה על חורי תולעת עבירים, ששדה הכבידה של כל גוף אסטרונומי יוצר סביבו אזור של אנרגיה שלילית ומצבי ואקום דחוסים.
• הסטה לאדום של הוואקום: עבודות של קלוני (Calloni) ובימונטה (Bimonte) ועמיתיהם מראות שאנרגיית הוואקום בחלל קזימיר "כבדה", ולכן מצבי הוואקום מתפרקים ברציפות בשדה כבידה. בשני המקרים לא ידוע אם אפשר לנצל זאת.
• אפקט קזימיר, "הדרך הקלה והמוכרת ביותר" לייצר אנרגיית ואקום שלילית, בגרסאות רבות: לוח יחיד, שני לוחות, אפקט קזימיר דינמי שבו לוחות מואצים יוצרים פוטונים ממשיים, מראה נעה, ואפקט טופולוגי במרחבים כמו טורוס או בקבוק קליין.
• ואקום קוונטי דחוס: לפי קייבס (Caves), גל שמתנודד בין צפיפות אנרגיה שלילית לחיובית עם ממוצע חיובי, שאותו "באופן עקרוני" אפשר לנצל להוצאת אנרגיה ממקום אחד על חשבון עודף במקום אחר.
• דעיכת ואקום דיראק ("הצתת הוואקום"): לפי פולצ'ר, רפלסקי ומילר, ואקום QED קורס ליד גרעינים כבדים במיוחד (מטען גדול מ-173) או בשדות קריטיים, של כ-10 בחזקת 18 וולט למטר, תוך יצירה ספונטנית של זוגות אלקטרון-פוזיטרון. שדות כאלה אפשר לייצר בהתנגשות איטית של גרעיני אורניום או בלייזרים עזים במיוחד. המסקנה היא שהוואקום הטעון הוא מצב יסוד חדש.
• דעיכה מגנטית של ואקום דיראק: שואה (Xue) הציע מנגנון שבו שדה מגנטי חיצוני משמש "תנאי שפה" ומוריד את אנרגיית הוואקום, בלי צורך בשדה קריטי, והעריך שהאנרגיה המשתחררת תהיה כ-1 אחוז מהאנרגיה האגורה בשדה.
• "התכת" ואקום QCD: רפלסקי ומילר מתארים ואקום "קפוא" שכולא קווארקים וואקום "מותך" בתוך ההדרונים, עם "חום כמוס" של כ-1 GeV לפמטומטר מעוקב (כ-10 בחזקת 35 ג'אול למטר מעוקב), ומעלים את רעיון "שריפת החומר" כמקור אנרגיה אולטימטיבי. גוגוהיה (Gogohia) חישב 1.84 GeV לפמטומטר מעוקב וכינה את הוואקום "מקור נצחי של אנרגיה אינסופית", בלי להציע מנגנון לשחרורה. הדו"ח כותב שצפיפות כזו "תהיה שימושית מאוד" להנעה בחלל.

בסיכום הביניים נאמר שמצבי ה-ZPF עצמם אינם יכולים לרדת מתחת למצב היסוד, אך האנרגיה הכוללת של מצב הוואקום יכולה לרדת, ושחרור כזה נצפה לפי הדו"ח באפקט קזימיר ובהתפשטות האינפלציונית של היקום. המפתח, לטענת הדו"ח, הוא להמציא תנאי שפה חדשים לוואקום: פיזיקליים, טופולוגיים או שדות חיצוניים.

פרק VI - מסקנות והדרך קדימה

המסקנות מנוסחות בארבע נקודות: QED, התיאוריה הקוונטית המקיפה ביותר, "אינה תומכת" בהמרה רציפה של אנרגיית ואקום, ויש לתת לכך משקל רציני; ל-SED יש די חסרונות כך שתחזיותיה "חשודות" ללא אישור ניסויי, ולשם כך נועדה התוכנית הניסויית של פרק IV; את הרעיון אי אפשר להפריך עקרונית בשלב זה, בגלל נעלמים כמו האנרגיה האפלה ומבני ואקום מרובים; ואף שניסויים מוצעים או מתבצעים במעבדות שונות, אין עדיין בסיס תיאורטי מוצק להפקה מועילה. "מחולל שינוי" עשוי לבוא מתיאוריה מאוחדת מלאה, מתיאוריה חדשה של הוואקום או מחומרים חדשים כמו מוליכי-על ומטא-חומרים.

ההמלצות למחקר ופיתוח כוללות: חיפוש אפקטים שאינם תלויים בקבוע פלאנק ולכן עשויים להיות גדולים יותר; ניסויי קזימיר בגאומטריות מורכבות, במוליכים למחצה ובשדות חיצוניים; גשש רגיש למיפוי צפיפות אנרגיית הוואקום, בעקבות הצעתו של מרצקי (Marecki) לגלאי הומודיין מאוזנים בתוך חלל קזימיר; פתרון מחלוקות בחישובי כוחות קזימיר; מטא-חומרים עם מקדם שבירה שלילי לכוח קזימיר דוחה, "עם מימון מוגדל משמעותית"; בדיקת אפקט קזימיר אדיאבטי ויישומי MEMS ו-NEMS; בדיקה ניסויית של דעיכת ואקום דיראק בשדה מגנטי "בתוך שנתיים עד חמש שנים"; ושימוש במאיץ ההדרונים הגדול (LHC) לחקר ואקום QCD.

תודות, נספח ומקורות

אחרי המסקנות באה פסקת תודות קצרה, בגוף ראשון, לכמה פיזיקאים ממוסדות מחקר, מאוניברסיטאות ומלוקהיד מרטין. הנספח מסביר את "מודל השק" של QCD: הקווארקים כלואים ב"שק", וגם בשק ריק יש אנרגיית קזימיר של שדה הגלואונים, בסדר גודל של עשירית GeV לשק טיפוסי ברדיוס של כחצי פמטומטר. לפי הנספח, הצעתו של ממציא המודל, קן ג'ונסון (Ken Johnson), שהמרחב מלא בשקים ריקים אינה מקובלת, ובמודל המועדף שתי פאזות של ואקום מופרדות בשפת השק. רשימת המקורות מונה 114 פריטים מ-1924 עד 2008, רובם מאמרים בכתבי עת לפיזיקה, וביניהם מאמרו של קזימיר מ-1948, מדידות כוח קזימיר מ-1997 ו-1998, דו"ח של מעבדת ההנעה הרקטית של חיל האוויר מ-1983 ופטנטים אמריקניים של מיד ונחמקין (1996) ושל שולדרס (1991).

פרטים בולטים

• לפי המסמך, צפיפות אנרגיית הוואקום בחיתוך בתדר פלאנק מגיעה ל-10 בחזקת 113 ג'אול למטר מעוקב, וגדולה ב-108 סדרי גודל מאנרגיית הקרינה במרכז השמש.
• תכנון של קובייה בנפח סנטימטר מעוקב עם כ-1.3 מיליארד מנהרות קזימיר אמור לפי החישוב להפיק 2,150 עד 21,500 וואט, אך המחבר מודה שאי אפשר כיום לייצר מנהרות כאלה.
• ניסוי עם גז מימן בחלל קזימיר במרכז הסינכרוטרון של אוניברסיטת ויסקונסין לא הניב תוצאה חד-משמעית בגלל תקלות בקרן.
• מחקר מודל ממוחשב במעבדת המחקר של חיל האוויר בבסיס אדוארדס הצביע על כך שמחולל הכדורים הדיאלקטריים של מיד ונחמקין יכול לעבוד, אך הוא לא נוסה במעבדה.
• המסמך מקדיש סעיף ל"מערבולות" הפלזמה של שולדרס, שקדחו תעלות בחומרים ונחשבות צורה של ברק כדורי.
• המסקנה המרכזית היא ש-QED אינה תומכת בהמרה רציפה של אנרגיית ואקום, ובכל זאת הרעיון אינו ניתן להפרכה עקרונית.
• ההמלצות כוללות לוח זמנים של שנתיים עד חמש שנים לבדיקה ניסויית של דעיכת ואקום דיראק בשדה מגנטי, ושימוש ב-LHC.

מה לא נמצא במסמך

• שם המחבר אינו מופיע; הוא מזוהה רק כ-"AAP Person 58", ומנהל התוכנית כ-"AAP Person 1". אין השחרות נוספות בגוף הטקסט.
• ההערה המנהלית מדברת על "שנת הכספים 2009", ואילו תאריך המסמך במטא-דאטה הוא אפריל 2010; תאריך מפורש לא נמצא בטקסט.
• חסרים קטעים ברצף: תחילת הסעיף על אפקט קזימיר בר הכוונון (עמודים 14-15), המשך הדיון ב-EV עם איורים 12-14 (עמודים 19-21) ועמוד 43 בסוף הנספח. ייתכן שאלה עמודי תמונה שלא עברו OCR.
• כמה משוואות, ובהן נוסחת ההספק של מתקן קזימיר בר הכוונון, לא שרדו את ה-OCR. חזקות של 10 שובשו בטקסט ונקראו לפי ההקשר.
• תוכן העניינים ורשימת האיורים אינם שלמים, וכמה פריטים ברשימת המקורות קטועים.
• במסקנות מוזכרים לייזרי רנטגן עם אלקטרונים חופשיים כמקור לשדות קריטיים, ובגוף הטקסט לייזרי פולס עזים; המסמך אינו מיישב בין השניים.
• המסמך אינו מתאר ניסוי שהצליח להפיק אנרגיה מהוואקום.

מונחים

• ZPE / ZPF - אנרגיית נקודת האפס ושדה נקודת האפס: האנרגיה המינימלית של שדה קוונטי במצב היסוד שלו.
• QED - אלקטרודינמיקה קוונטית, התיאוריה הקוונטית של האור והחומר הטעון.
• SED - אלקטרודינמיקה סטוכסטית, חלופה קלאסית שמניחה רקע קרינה אקראי.
• QCD - כרומודינמיקה קוונטית, התיאוריה של הכוח החזק בין קווארקים וגלואונים.
• אפקט קזימיר - משיכה בין משטחים מוליכים קרובים, המיוחסת לשינוי באופני הוואקום ביניהם.
• ואקום דיראק - תמונת הוואקום כ"ים" של מצבי אנרגיה שלילית של אלקטרונים.
• MEMS / NEMS - התקנים מיקרו-אלקטרו-מכניים וננו-אלקטרו-מכניים.