Φυσικός λύνει το παλιό πρόβλημα της αντίδρασης ακτινοβολίας


Φυσικός λύνει το παλιό πρόβλημα της αντίδρασης ακτινοβολίας

Πίδακας ηλεκτρονίων και υποατομικών σωματιδίων που τροφοδοτούνται από μαύρη τρύπα που ρέουν από το κέντρο του Galaxy M87. το μπλε φως είναι η ακτινοβολία Synchrotron που θα πρέπει να προκαλέσει αντίδραση ακτινοβολίας. Πίστωση: NASA και Η ομάδα Hubble Heritage (STScI/AURA)

Ένας φυσικός του Λάνκαστερ πρότεινε μια ριζική λύση στο ερώτημα πώς ένα φορτισμένο σωματίδιο, όπως ένα ηλεκτρόνιο, ανταποκρίθηκε στο δικό του ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.


Αυτή η ερώτηση έχει προκαλέσει για περισσότερα από 100 χρόνια, αλλά ο μαθηματικός φυσικός Δρ. Jonathan Gratus έχει προτείνει μια εναλλακτική προσέγγιση—δημοσιεύτηκε στο Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical με αμφιλεγόμενες προεκτάσεις.

Είναι καλά τεκμηριωμένο ότι αν ένα σημειακό φορτίο επιταχύνει παράγει . Αυτό έχει και ενέργεια και ορμή, που πρέπει να προέρχεται από κάπου. Συνήθως θεωρείται ότι προέρχονται από την ενέργεια και την ορμή του φορτισμένου σωματιδίου, μειώνοντας την κίνηση.

Η ιστορία των προσπαθειών υπολογισμού αυτής της αντίδρασης ακτινοβολίας (επίσης γνωστή ως απόσβεση ακτινοβολίας) χρονολογείται από τον Λόρεντς το 1892. Σημαντικές συνεισφορές έγιναν τότε από πολλούς γνωστούς φυσικούς όπως οι Plank, Abraham, von Laue, Born, Schott, Pauli, Dirac και Landau . Η ενεργή έρευνα συνεχίζεται μέχρι σήμερα με πολλά άρθρα που δημοσιεύονται κάθε χρόνο.

Η πρόκληση είναι ότι σύμφωνα με τις εξισώσεις του Maxwell, το ηλεκτρικό πεδίο στο πραγματικό σημείο όπου βρίσκεται το σημειακό σωματίδιο είναι άπειρο. Ως εκ τούτου, η δύναμη σε αυτό το σημείο σωματίδιο θα πρέπει επίσης να είναι άπειρη.

Διάφορες μέθοδοι έχουν χρησιμοποιηθεί για την εκ νέου κανονικοποίηση αυτού του άπειρου. Αυτό οδηγεί στην καθιερωμένη εξίσωση Lorentz-Abraham-Dirac.

Δυστυχώς, αυτή η εξίσωση έχει γνωστές παθολογικές λύσεις. Για παράδειγμα, ένα σωματίδιο που υπακούει σε αυτήν την εξίσωση μπορεί να επιταχύνει για πάντα χωρίς εξωτερική δύναμη ή να επιταχυνθεί πριν ασκηθεί οποιαδήποτε δύναμη. Υπάρχει επίσης η κβαντική εκδοχή της απόσβεσης ακτινοβολίας. Κατά ειρωνικό τρόπο, αυτό είναι ένα από τα λίγα φαινόμενα όπου η κβαντική εκδοχή εμφανίζεται σε χαμηλότερες ενέργειες από την κλασική.

Οι φυσικοί αναζητούν ενεργά αυτό το φαινόμενο. Αυτό απαιτεί «σύγκρουση» ηλεκτρονίων πολύ υψηλής ενέργειας και ισχυρά δέσμες, μια πρόκληση καθώς οι μεγαλύτεροι επιταχυντές σωματιδίων δεν βρίσκονται κοντά στα πιο ισχυρά λέιζερ. Ωστόσο, η εκτόξευση λέιζερ στο πλάσμα θα παράγει ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας, τα οποία μπορούν στη συνέχεια να αλληλεπιδράσουν με το πλάσμα . Αυτό απαιτεί μόνο ένα ισχυρό λέιζερ. Τα τρέχοντα αποτελέσματα δείχνουν ότι υπάρχει αντίδραση κβαντικής ακτινοβολίας.

Η εναλλακτική προσέγγιση είναι να εξετάσουμε πολλά φορτισμένα σωματίδια, όπου κάθε σωματίδιο ανταποκρίνεται στα πεδία όλων των άλλων φορτισμένων σωματιδίων, αλλά όχι στον εαυτό του. Αυτή η προσέγγιση μέχρι στιγμής απορρίφθηκε, καθώς θεωρήθηκε ότι αυτό δεν θα εξοικονομούσε ενέργεια και ορμή.

Ωστόσο, ο Δρ. Gratus δείχνει ότι αυτή η υπόθεση είναι εσφαλμένη, με το και ορμή της ακτινοβολίας ενός σωματιδίου που προέρχεται από τα εξωτερικά πεδία που χρησιμοποιούνται για την επιτάχυνσή του.

Λέει ότι “οι αμφιλεγόμενες συνέπειες αυτού του αποτελέσματος είναι ότι δεν χρειάζεται να υπάρχει καθόλου κλασική αντίδραση ακτινοβολίας. Επομένως, μπορούμε να θεωρήσουμε την ανακάλυψη της αντίδρασης κβαντικής ακτινοβολίας παρόμοια με την ανακάλυψη του Πλούτωνα, η οποία βρέθηκε μετά από προβλέψεις που βασίζονται σε αποκλίσεις στις κίνηση του Ποσειδώνα. Οι διορθωμένοι υπολογισμοί έδειξαν ότι δεν υπήρχαν αποκλίσεις. Παρόμοια ακτινοβολία προβλέφθηκε, βρέθηκε και μετά αποδείχθηκε ότι δεν χρειαζόταν».


Η συνεργασία κάνει την κρυστάλλινη μελέτη της αντίδρασης ακτινοβολίας


Περισσότερες πληροφορίες:
Jonathan Gratus, Maxwell–Lorentz χωρίς αυτοαλληλεπιδράσεις: διατήρηση της ενέργειας και της ορμής, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical (2022). DOI: 10.1088 / 1751-8121 / ac48ee

Παραπομπή: Ο φυσικός λύνει το παλιό πρόβλημα της αντίδρασης ακτινοβολίας (2022, 25 Ιανουαρίου) ανακτήθηκε στις 25 Ιανουαρίου 2022 από https://phys.org/news/2022-01-physicist-century-problem-reaction.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς τη γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.



Source link

By koutsobolis

koutsobolis.com

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.