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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]| Часть серии статей о |
| Квантовая механика |
|---|
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, стали инициаторами более концентрированных усилий, 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, сосредоточившись на применении SED для решения проблем QED. Отдельной темой было исследование более раннего предложения Вальтера Нернста, пытающегося использовать понятие SED о классическом ZPF для объяснения инерционной массы как реакции вакуума.
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 . два эксперимента по дифракции электронов на двух щелях, чтобы различить QM и SEDS. Предлагаются [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] Обращаясь к флуктуирующим частично когерентным излучателям света с индивидуальным спектральным распределением энергии в оптическом диапазоне, это устанавливает связь между стохастической электродинамикой и теорией когерентности ; [14] впредь предлагая способ оптического создания и управления как такими нулевыми полями, так и силами Лифшица. [15] тепловых колебаний. 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
[ редактировать ]SED использовался в попытках дать классическое объяснение эффектов, которые ранее считались требующими 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:
- Сила Ван дер Ваальса [16]
- Диамагнетизм [17]
- Эффект Унру [18]
Следующие расчеты, основанные на SED, и утверждения, связанные с SED, являются более спорными, а некоторые подвергались опубликованной критике:
- Основное состояние гармонического осциллятора [19]
- Основное состояние атома водорода [20]
- Волны де Бройля [21]
- Инерция [22] [23]
- Гравитация [24]
См. также
[ редактировать ]- Классические теории единого поля - Теоретические попытки объединить силы природы.
- Стохастическая квантовая механика - Интерпретация квантовой механики
- Энергия нулевой точки - минимально возможная энергия квантовой системы или поля.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бойер, Тимоти Х. (март 2019 г.). «Стохастическая электродинамика: ближайшее классическое приближение к квантовой теории» . Атомы . 7 (1): 29. arXiv : 1903.00996 . Бибкод : 2019Atoms...7...29B . дои : 10.3390/atoms7010029 . ISSN 2218-2004 .
- ^ Маршалл, Т.В. (1963). «Случайная электродинамика». Труды Королевского общества А. 276 (1367): 475–491. Бибкод : 1963RSPSA.276..475M . дои : 10.1098/rspa.1963.0220 . S2CID 202575160 .
- ^ 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 . дои : 10.1103/PhysRevD.11.790 .
- ^ Бойер, TH (1980). «Краткий обзор стохастической электродинамики». Основы теории радиации и квантовой электродинамики . стр. 49–64. ISBN 0-306-40277-7 .
- ^ Бойер, Тимоти Х. (1985). «Классический вакуум». Научный американец . 253 (2): 70–78. Бибкод : 1985SciAm.253b..70B . doi : 10.1038/scientificamerican0885-70 .
- ^ де ла Пенья, Л. и Четто, AM (1996). Квантовые кости: введение в стохастическую электродинамику . Дордрехт: Клювер. ISBN 0-7923-3818-9 . OCLC 33281109 . ISBN 0-7923-3818-9
- ^ де ла Пенья, Л. и Четто, AM (2005). «Вклад стохастической электродинамики в понимание квантовой механики». arXiv : Quant-ph/0501011 .
- ^ 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 .
- ^ де ла Пенья, Л.; Четто, AM; Вальдес-Эрнандес, А. (2014). «Поле нулевой точки и возникновение кванта» . Международный журнал современной физики Э. 23 (9): 1450049. Бибкод : 2014IJMPE..2350049D . дои : 10.1142/S0218301314500499 . ISSN 0218-3013 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ 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 . дои : 10.1103/PhysRevA.88.043817 . hdl : 10261/95567 .
- ^ Леонард Мандель; Эмиль Вольф (1995). Оптическая когерентность и квантовая оптика . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521417112 .
- ^ E. M. Lifshitz, Dokl. Akad. Nauk SSSR 100, 879 (1955).
- ^ 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 . дои : 10.1103/PhysRevA.7.1832 .
- ^ 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 . дои : 10.1103/PhysRevA.21.66 .
- ^ Бойер, TH (1980). «Тепловые эффекты ускорения случайным классическим излучением». Физический обзор D . 21 (8): 2137–48. Бибкод : 1980PhRvD..21.2137B . дои : 10.1103/PhysRevD.21.2137 .
- ^ 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 . дои : 10.1103/PhysRevA.54.2737 . ПМИД 9913785 . S2CID 2104654 .
- ^ Х. Е. Путхофф (1987). «Основное состояние водорода как состояние, определяемое нулевыми флуктуациями». Физический обзор D . 35 (20): 3266–3269. Бибкод : 1987PhRvD..35.3266P . дои : 10.1103/PhysRevD.35.3266 . ПМИД 9957575 .
- ^ Краклауэр, А.Ф. (1999). «Управление пилотной волной: механизм и испытание». Основы физики письма . 12 (2): 441–453. дои : 10.1023/А:1021629310707 . S2CID 18510049 .
- ^ Б. Хайш; А. Руэда; Х. Е. Путхофф (1994). «Инерция как сила Лоренца нулевого поля». Физический обзор А. 49 (2): 678–694. Бибкод : 2009PhRvA..79a2114L . дои : 10.1103/PhysRevA.79.012114 . ПМИД 9910287 .
- ^ 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 .
- ^ А.Д. Сахаров (1968). «Вакуумные квантовые флуктуации в искривленном пространстве и теория гравитации». Доклады советской физики . 12 : 1040. Бибкод : 1968СФД...12.1040С .