ランカスター大学の物理学者は、電子などの荷電粒子がそれ自体の電磁場にどのように反応するかという問題に対する根本的な解決策を提案しました。
この質問は100年以上にわたって物理学者を悩ませてきましたが、数学物理学者のジョナサングラトゥス博士は、Journal of Physics A：Mathematical and Theoreticalに掲載された、物議を醸す意味を持つ代替アプローチを提案しました。
点電荷が加速されると、電磁放射が発生することはよく知られています。この放射線にはエネルギーと運動量の両方があり、それはどこかから来ているに違いありません。それらは通常、運動を弱める荷電粒子のエネルギーと運動量に由来すると考えられています。
この放射反応（放射減衰とも呼ばれます）を計算しようとした歴史は、1892年にローレンツにさかのぼります。当時、プランク、アブラハム、ボーン、ショット、パウリ、ディラック、ランダウなど、多くの有名な物理学者が多大な貢献をしました。活発な研究が今日まで続いており、毎年多くの記事が発表されています。
問題は、マクスウェルの方程式によれば、点粒子が位置する点での電界が無限大であるということです。したがって、この点粒子に作用する力も無限でなければなりません。
この無限大を繰り込むためにさまざまな方法が使用されてきました。これは、よく知られているローレンツ-アブラハム-ディラック方程式につながります。
残念ながら、この方程式にはよく知られた病理学的解があります。たとえば、この方程式に従う粒子は、外力なしで無限に加速したり、力が加えられる前に加速したりすることができます。
放射減衰の量子バージョンもあります。皮肉なことに、これは量子バージョンが古典的なものよりも低いエネルギーで発生する数少ない現象の1つです。
物理学者はこの効果を積極的に探しています。これには、「衝突」するために非常に高エネルギーの電子と強力なレーザービームが必要です。これは、最大の粒子加速器が最も強力なレーザーの近くに配置されていないため、問題になります。ただし、プラズマにレーザーを発射すると、高エネルギーの電子が生成され、レーザービームと相互作用する可能性があります。必要なのは強力なレーザーだけです。現在の結果は、量子放射反応が実際に存在することを示しています。
別のアプローチは、各粒子が他のすべての荷電粒子の場に反応するが、それ自体には反応しない一連の荷電粒子を検討することです。これまでのところ、このアプローチは、エネルギーと勢いを節約することが期待されていなかったため、放棄されました。
ただし、Jonathan Gratusは、単一の粒子からの放射のエネルギーと運動量は、それを加速するために使用される外部場から来るため、この仮定が正しくないことを示しています。
彼は次のように述べています。「この結果の物議を醸す意味は、古典的な放射反応がまったく存在しない可能性があるということです。したがって、放射線の量子反応の発見は、海王星の運動の不一致に基づく予測の後に発見された冥王星の発見に似たものと見なすことができます。修正された計算は、矛盾がないことを示しました。同様に、放射線反応の無用性が予測され、発見され、そして示されました。
この研究は、Journal of Physics A：Mathematical andTheoreticalに掲載されました。
2022-02-06 19:16:01
著者: Vitalii Babkin