Главная Новости Физик из Ланкастера решил вековую проблему радиационного затухания

Физик из Ланкастера решил вековую проблему радиационного затухания

Физик из Ланкастера предложил радикальное решение вопроса о том, как заряженная частица, например, электрон, реагирует на свое собственное электромагнитное поле, передает Альтернативная наука.

Этот вопрос не дает покоя ученым уже более 100 лет, но Джонатан Гратус предложил альтернативный подход, который опубликован в журнале Journal of Physics.

Хорошо известно, что если точечный заряд ускоряется, то он производит электромагнитное излучение. Это излучение обладает как энергией, так и импульсом, которые должны откуда-то взяться. Обычно предполагается, что они возникают из энергии и импульса заряженной частицы, гасящей движение.

История попыток рассчитать радиационное затухание восходит к Лоренцу в 1892 году. Затем большой вклад внесли многие известные физики, в том числе Планк, Абрахам, фон Лауэ, Борн, Шотт, Паули, Дирак и Ландау. Активные исследования продолжаются и по сей день, каждый год публикуется множество статей.

Проблема заключается в том, что, согласно уравнениям Максвелла, электрическое поле в точке, где находится точечная частица, бесконечно. Следовательно, сила, действующая на точечную частицу, также должна быть бесконечной.

Для перенормировки этой бесконечности были использованы различные методы. Это приводит к хорошо известному уравнению Лоренца-Абрахама-Дирака.

Как выглядит электрон

К сожалению, это уравнение имеет патологические решения. Например, частица, подчиняющаяся уравнению, может ускоряться бесконечно долго при отсутствии внешней силы или ускоряться до приложения какой-либо силы.

Существует также квантовая версия радиационного затухания. Как ни странно, это одно из немногих явлений, где квантовый аналог возникает при более низких энергиях, чем в классической механике.

Физики активно ищут этот эффект. Для чего необходимо "столкнуть" электроны очень высокой энергии и мощные лазерные лучи, что является сложной задачей, поскольку самые большие ускорители частиц не расположены рядом с самыми мощными лазерами.

Однако при обстреле плазмы лазерами образуются электроны высокой энергии, которые затем могут взаимодействовать с лазерным лучом. Потребуется лишь мощный лазер. Современные результаты показывают, что квантовая радиационная реакция действительно существует.

Альтернативный подход заключается в рассмотрении множества заряженных частиц, где каждая частица реагирует на поля всех других заряженных частиц, но не на себя. Этот подход до сих пор отвергался, поскольку предполагалось, что он не позволит сохранить энергию и импульс.

Однако Гратус показывает, что это предположение неверно, поскольку энергия и импульс излучения одной частицы исходят от внешних полей, используемых для ее ускорения.

По его логике, классическая реакция излучения вовсе не обязательно должна существовать. Поэтому мы можем считать открытие квантовой радиационной реакции аналогичным открытию Плутона, который был обнаружен после предсказаний, основанных на расхождениях в движении Нептуна.

Правда, исправленные расчеты показали, что расхождений не было. Точно так же радиационное затухание было предсказано, найдено, но в ней нет необходимости.

По материалам Lancaster University website