stringtranslate.com

Стохастическая электродинамика


Стохастическая электродинамика ( SED ) расширяет классическую электродинамику (CED) теоретической физики, добавляя гипотезу о классическом лоренц-инвариантном поле излучения , имеющем статистические свойства, аналогичные свойствам электромагнитного поля нулевой точки (ZPF) квантовой электродинамики (QED).

Ключевые ингредиенты

Стохастическая электродинамика сочетает в себе две традиционные классические идеи – электромагнетизм , полученный из точечных зарядов, подчиняющихся уравнениям Максвелла , и движение частиц, движимое силами Лоренца – с одной нетрадиционной гипотезой: классическое поле имеет излучение даже при T=0. Это излучение нулевой точки выводится из наблюдений (макроскопических) сил эффекта Казимира при низких температурах. Когда температура приближается к нулю, экспериментальные измерения силы между двумя незаряженными проводящими пластинами в вакууме не стремятся к нулю, как предсказывает классическая электродинамика. Использование этого результата в качестве доказательства классического нулевого излучения приводит к модели стохастической электродинамики. [1]

Краткая история

Стохастическая электродинамика — это термин, обозначающий совокупность исследовательских работ различных стилей, основанных на утверждении о существовании лоренц-инвариантного случайного электромагнитного излучения . Основные идеи существуют уже давно, но Маршалл (1963) и Браффорд, похоже, положили начало более концентрированным усилиям, которые начались в 1960-х годах. [2] После этого Тимоти Бойер, Луис де ла Пенья и Ана Мария Четто внесли, пожалуй, самый плодовитый вклад в 1970-е годы и позже. [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] Другие внесли свой вклад, изменения и предложения, концентрируясь на применении SED к проблемам QED. Отдельной темой было исследование более раннего предложения Вальтера Нернста, пытающегося использовать понятие SED о классическом ZPF для объяснения инерционной массы как результата вакуумной реакции.

В 2010 году Каваллери и др. представили SEDS («чистый» SED, как они его называют, плюс вращение) как фундаментальное улучшение, которое, по их утверждению, потенциально преодолевает все известные недостатки SED. Они также утверждают, что SEDS разрешает четыре наблюдаемых эффекта, которые до сих пор не объяснены с помощью КЭД, а именно: 1) физическое происхождение ZPF и его естественное верхнее ограничение; 2) аномалия в экспериментальных исследованиях массы покоя нейтрино ; 3) происхождение и количественная трактовка шума 1/f; 4) высокоэнергетический хвост (~10 21 эВ) космических лучей . Предлагаются два эксперимента по дифракции электронов на двух щелях, чтобы различить QM и SEDS. [12]

В 2013 году Ауньон и др. показал, что взаимодействия Казимира и Ван-дер-Ваальса являются частным случаем стохастических сил от электромагнитных источников, когда выбран широкий планковский спектр, а волновые поля некоррелированы. [13] Обращение к флуктуирующим частично когерентным излучателям света с индивидуальным спектральным распределением энергии в оптическом диапазоне устанавливает связь между стохастической электродинамикой и теорией когерентности ; [14] в дальнейшем предлагают способ оптического создания и управления как такими нулевыми полями, так и силами Лифшица [15] тепловых флуктуаций. Кроме того, это открывает путь к созданию гораздо большего количества стохастических сил при использовании узкополосных источников света для тел с частотно-зависимыми откликами.

Область применения СЭД

SED использовался в попытках дать классическое объяснение эффектов, которые, как ранее считалось, требовали квантовой механики (в данном случае ограниченной уравнением Шредингера , уравнением Дирака и КЭД) для их объяснения. Это также послужило основой для классического обоснования гравитации и инерции, основанного на ZPF. Не существует единого мнения об успехах и неудачах SED ни в отношении ее соответствия стандартным теориям квантовой механики, КЭД и гравитации, ни в отношении ее соответствия наблюдениям. Следующие объяснения, основанные на SED, относительно бесспорны и не подвергаются критике на момент написания:

Следующие расчеты, основанные на SED, и утверждения, связанные с SED, являются более спорными, а некоторые подвергались опубликованной критике:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ↑ Бойер, Тимоти Х. (март 2019 г.). «Стохастическая электродинамика: ближайшее классическое приближение к квантовой теории». Атомы . 7 (1): 29. arXiv : 1903.00996 . Бибкод : 2019Атомы...7...29B. дои : 10.3390/atoms7010029 . ISSN  2218-2004.
  2. ^ Маршалл, TW (1963). «Случайная электродинамика». Труды Королевского общества А. 276 (1367): 475–491. Бибкод : 1963RSPSA.276..475M. дои : 10.1098/rspa.1963.0220. S2CID  202575160.
  3. ^ Бойер, Тимоти Х. (1975). «Случайная электродинамика: теория классической электродинамики с классическим электромагнитным нулевым излучением». Физ. Преподобный Д. 11 (4): 790–808. Бибкод : 1975PhRvD..11..790B. doi : 10.1103/PhysRevD.11.790.
  4. ^ Бойер, TH (1980). «Краткий обзор стохастической электродинамики». Основы теории радиации и квантовой электродинамики . стр. 49–64. ISBN 0-306-40277-7.
  5. ^ Бойер, Тимоти Х. (1985). «Классический вакуум». Научный американец . 253 (2): 70–78. Бибкод : 1985SciAm.253b..70B. doi : 10.1038/scientificamerican0885-70.
  6. ^ де ла Пенья, Л. и Четто, AM (1996). Квантовые кости: введение в стохастическую электродинамику . Дордрехт: Клювер. ISBN 0-7923-3818-9. ОСЛК  33281109. ISBN  0-7923-3818-9
  7. ^ де ла Пенья, Л. и Четто, AM (2005). «Вклад стохастической электродинамики в понимание квантовой механики». arXiv : Quant-ph/0501011 .
  8. ^ Пенья, Луис де ла; Четто, Ана Мария; Вальдес-Эрнандес, Андреа (2014). Возникающий квант: физика, лежащая в основе квантовой механики. п. 19. дои : 10.1007/978-3-319-07893-9 . ISBN 978-3-319-07892-2.
  9. ^ де ла Пенья, Л.; Четто, AM; Вальдес-Эрнандес, А. (2014). «Нулевое поле и возникновение кванта». Международный журнал современной физики Э. 23 (9): 1450049. Бибкод : 2014IJMPE..2350049D. дои : 10.1142/S0218301314500499. ISSN  0218-3013.
  10. ^ де ла Пенья, Л.; Четто, AM; Вальдес-Эрнандес, А. (2014). Тео М. Ньювенхейзен; Клаудия Помбо; Клаудио Фуртадо; Андрей Ю Хренников; Инасиу А Педроса; Вацлав Шпичка (ред.). Квантовые основы и открытые квантовые системы: конспекты лекций Высшей школы. Всемирная научная. п. 399. ИСБН 978-981-4616-74-4.
  11. ^ Грёссинг, Герхард (2014). «Возникновение квантовой механики из субквантовой статистической механики». Международный журнал современной физики Б. 28 (26): 1450179. arXiv : 1304.3719 . Бибкод : 2014IJMPB..2850179G. дои : 10.1142/S0217979214501793. ISSN  0217-9792. S2CID  119180551.
  12. ^ Джанкарло Каваллери; Франческо Барберо; Джанфранко Бертацци; Эрос Чезарони; Эрнесто Тонни; Леонардо Боси; Джанфранко Спавиери и Джордж Гиллис (2010). «Количественная оценка стохастической электродинамики со спином (SEDS): физические принципы и новые приложения». Границы физики в Китае . 5 (1): 107–122. Бибкод : 2010FrPhC...5..107C. дои : 10.1007/s11467-009-0080-0. S2CID  121408910.
  13. ^ Хуан Мигель Аньон; Чэн Вэй Цю; Мануэль Ньето-Весперинас (2013). «Настройка фотонных сил на магнитодиэлектрической наночастице с флуктуирующим оптическим источником» (PDF) . Физический обзор А. 88 (4): 043817. Бибкод : 2013PhRvA..88d3817A. doi : 10.1103/PhysRevA.88.043817. hdl : 10261/95567 .
  14. ^ Леонард Мандель; Эмиль Вольф (1995). Оптическая когерентность и квантовая оптика . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521417112.
  15. ^ Э. М. Лифшиц, Докл. Акад. Наук СССР 100, 879 (1955).
  16. ^ Бойер, TH (1973). «Запаздывающие силы Ван дер Ваальса на всех расстояниях, полученные из классической электродинамики с классическим электромагнитным излучением нулевой точки». Физический обзор А. 7 (6): 1832–40. Бибкод : 1973PhRvA...7.1832B. doi :10.1103/PhysRevA.7.1832.
  17. ^ Бойер, TH (1973). «Диамагнетизм свободной частицы в классической теории электрона с классическим электромагнитным нулевым излучением». Физический обзор А. 21 (1): 66–72. Бибкод : 1980PhRvA..21...66B. doi :10.1103/PhysRevA.21.66.
  18. ^ Бойер, TH (1980). «Тепловые эффекты ускорения случайным классическим излучением». Физический обзор D . 21 (8): 2137–48. Бибкод : 1980PhRvD..21.2137B. doi :10.1103/PhysRevD.21.2137.
  19. ^ М. Ибисон; Б. Хайш (1996). «Квантовая и классическая статистика электромагнитного нулевого поля». Физический обзор А. 54 (4): 2737–2744. arXiv : Quant-ph/0106097 . Бибкод : 1996PhRvA..54.2737I. doi :10.1103/PhysRevA.54.2737. PMID  9913785. S2CID  2104654.
  20. ^ HE Путхофф (1987). «Основное состояние водорода как состояние, определяемое нулевыми флуктуациями». Физический обзор D . 35 (20): 3266–3269. Бибкод : 1987PhRvD..35.3266P. doi :10.1103/PhysRevD.35.3266. ПМИД  9957575.
  21. ^ Краклауэр, AF (1999). «Управление пилотной волной: механизм и испытание». Основы физики письма . 12 (2): 441–453. дои : 10.1023/А: 1021629310707. S2CID  18510049.
  22. ^ Б. Хайш; А. Руэда; Х. Е. Путхофф (1994). «Инерция как сила Лоренца нулевого поля». Физический обзор А. 49 (2): 678–694. Бибкод : 2009PhRvA..79a2114L. doi : 10.1103/PhysRevA.79.012114. ПМИД  9910287.
  23. ^ Дж.Л. Камбье (январь 2009 г.). «Инерционная масса из стохастической электродинамики». У М. Миллиса; Э. Дэвис (ред.). Границы двигательной науки (прогресс в космонавтике и воздухоплавании) . АААА. стр. 423–454. ISBN 9781563479564.
  24. ^ А.Д. Сахаров (1968). «Вакуумные квантовые флуктуации в искривленном пространстве и теория гравитации». Доклады советской физики . 12 : 1040. Бибкод : 1968SPhD...12.1040S.