Während viele wissen, dass sich „negative Energie“ auf das negative Chi, die negative Aura oder andere schädliche Energie bezieht, die eine Person abgibt, hat der Begriff auch eine wissenschaftliche Definition. Basierend auf der Heisenbergschen Unschärferelation hat negative Energie mit den inhärenten Energiefluktuationen zu tun, die in jeder Energie oder jedem Magnetfeld vorhanden sind. Diese Form von „exotischer Materie“ ist eine höchst unvorhersehbare Kraft, die nachweislich inmitten von Feldern der Nullenergie existiert. Obwohl schwer zu identifizieren, wird spekuliert, dass diese Art von Energie am Rande von Schwarzen Löchern existiert und wurde von Stephen Hawking als notwendige Voraussetzung für Zeitreisen zitiert.
Das Konzept der negativen Energie wurde 1928 vom britischen Physiker Paul Adrien Maurice Dirac als Bestandteil der Dirac-Gleichung vorgeschlagen. Diese Gleichung wurde entworfen, um den Standards der speziellen Relativitätstheorie zu entsprechen. In dieser Gleichung beschrieb Dirac, wie Quantenzustände positiver Energie durch negative Energie ausgeglichen werden. Im Allgemeinen gleichen sich diese beiden Energiearten aus. Somit ist eine negative Energieform normalerweise kein beobachtbares Phänomen. Im Falle eines reinen Vakuums werden jedoch negative Energiezustände für alle Atome innerhalb des Vakuums ausgedrückt, während keine positiven Energiezustände ausgedrückt werden. Dieses Konzept wird als Dirac-Meer bezeichnet.
Theoretisch kann im Dirac-Meer ein Loch entstehen, wenn ein Streu-Gammastrahl mit Elektronen im negativen Energiezustand kollidiert und diese so in ein positiv geladenes Elektron umwandelt. Ein solches Loch im Dirac-Meer würde sich entgegengesetzt zum ursprünglichen, negativ geladenen Elektron verhalten. Das neue positiv geladene Elektron wäre ein Beispiel für Antimaterie. Daher sollte Antimaterie nicht mit einem negativen Energiezustand verwechselt werden.
1948 sagte der niederländische Physiker Hendrick Casimir voraus, dass zwischen zwei ungeladenen, parallelen Platten im Vakuum eine kleine Anziehungskraft existieren könnte. Liegen die Platten sehr nahe beieinander, entsteht negative Energie, da die Anzahl der elektromagnetischen Wellen zwischen den beiden Platten geringer wird als die des umgebenden Raums. Im Wesentlichen liegt ein negativer Energiezustand vor, wenn die Wellenlängen von Teilchen in einem bestimmten Raumbereich geringer sind als das, was normalerweise gemessen werden kann.
Casimirs Vorhersagen wurden in zwei separaten Experimenten beobachtet. Das erste Experiment fand 1958 statt und wurde von MJ Sparnaay beaufsichtigt. Es lieferte Ergebnisse, die mit Casimirs Theorien übereinstimmten. Das zweite Experiment von Steve K. Lamoreaux wurde 1997 durchgeführt. Anstatt zwei Platten in dem Experiment zu verwenden, paarte Lamoreaux eine einzelne Platte mit einer anderen Platte, die Teil einer nahezu präzisen Kugel war. Dieses Experiment bestätigte auch Casimirs Vorhersagen. Negative Energiezustände sind zwar nicht beobachtbar, wurden aber sowohl theoretisch als auch experimentell nachgewiesen.