El movimiento de punto cero de átomos y moléculas, un efecto de la mecánica cuántica que persiste incluso en el cero absoluto.Las fluctuaciones cuánticas, también conocidas como movimiento de punto cero, se refieren a las vibraciones perpetuas e inevitables de átomos y moléculas que persisten incluso a la temperatura del cero absoluto (0 Kelvin). Según la física clásica, todo movimiento debería cesar en el cero absoluto, pero la mecánica cuántica dicta que una partícula confinada en un espacio finito no puede tener energía cinética nula; siempre debe 'oscilar' alrededor de su posición de equilibrio. Este efecto es una consecuencia directa del principio de incertidumbre de Heisenberg, que prohíbe que una partícula tenga simultáneamente una posición y un momento bien definidos.
El concepto de energía de punto cero fue propuesto por primera vez por Max Planck en 1911 como una corrección a su ley de radiación del cuerpo negro, y más tarde formalizado por Werner Heisenberg y otros en la década de 1920 como una piedra angular de la mecánica cuántica.
En una red cristalina, los átomos se mantienen en su lugar mediante fuerzas interatómicas, creando un pozo de potencial. Cuánticamente, el estado de menor energía no es el fondo del pozo, sino un estado con una energía de punto cero finita, igual a la mitad del cuanto de vibración (ħω/2) para un oscilador armónico. Esto significa que los átomos nunca están perfectamente quietos; oscilan con una pequeña amplitud incluso a 0 K. Estas fluctuaciones afectan muchas propiedades físicas, como el coeficiente de expansión térmica (que no se anula a bajas temperaturas), la dispersión de electrones en metales y la estabilidad de ciertas fases de la materia.
Las fluctuaciones cuánticas son cruciales para comprender y predecir el comportamiento de materiales a temperaturas criogénicas, como superconductores y superfluidos, y limitan la sensibilidad de detectores de ondas gravitacionales como LIGO al causar ruido térmico en los espejos.
Las fluctuaciones cuánticas son responsables de que el helio nunca se congele en estado sólido a presión atmosférica, incluso en el cero absoluto, porque su movimiento de punto cero es tan grande que supera la débil atracción interatómica.
