Безмассовые заряженные частицы в электрическом поле

В связанном вопросе «факт», что в космологии безмассовые заряженные частицы разбрасываются при расчетах первичной плазмы, кажется, ускользнул от внимания. Космологические исследования предполагают, что до нарушения симметрии калибровочные бозоны и фермионы таблицы стандартной модели не имеют массы.

В космологические времена, когда кварки не имеют массы, все еще будут электрические и магнитные поля, созданные зарядами кварков. В этой дипломной работе в Цюрихе сделаны некоторые расчеты.

Вот ответ на связанный вопрос:

Синхротронное излучение безмассового заряда

Классическая мощность излучения ускоренного массивного заряда расходится в пределе нулевой массы, тогда как некоторые авторы предполагают, что строго безмассовый заряд вообще не излучает. С другой стороны, регуляризованная классическая сила реакции излучения, хотя и выглядит странной, отлична от нуля и конечна. Чтобы прояснить это противоречие, рассмотрим задачу излучения в безмассовой скалярной квантовой электродинамике во внешнем магнитном поле. В этих рамках синхротронное излучение оказывается ненулевым, конечным и существенно квантовым. Его спектральное распределение рассчитано с использованием метода собственного времени Швингера для ab initio безмассовой частицы с нулевым спином. Предоставил$E^2$очень больше, чем$eH$, максимум в спектре приходится на$(h/{2π})ω=Ε/3$, а средняя энергия фотона равна$4Ε/9$. Нормированный спектр универсален, не зависит ни от E, ни от H. Квантовая природа излучения делает бессмысленным классическое уравнение реакции излучения для безмассового заряда. Классическая теория надежна только потому, что дает низкочастотную часть спектра истинного квантового излучения.

Это противоречит предыдущей статье в Arxiv, в которой утверждается, что безмассовые частицы не излучают.

Кажется, что безмассовые заряженные кварки — непростая проблема для космологии, что и демонстрирует этот весьма эзотерический доклад в ЦЕРНе. «1. Заряженный безмассовый кварк в магнитном поле — CERN Indico» .

Расчеты актуальны для космологических моделей, и можно ожидать, что в будущем будет найдено больше результатов, поскольку это кажется нетривиальным вопросом для энергий до нарушения электрослабой симметрии.

Я ожидаю, что аналогичное исследование может быть проведено для электрических полей, но магнитные поля более полезны в космологических состояниях плазмы, поскольку из исследований Солнца известно, что плазма может нести магнитные поля.

Именно это и происходит. Их энергия и импульс возрастают, хотя их пространственная скорость всегда была бы равна c. Вы можете наблюдать это увеличение, рассеивая их вместе с другими частицами, чтобы измерить их энергию.

Согласно этому вопросу: « Безмассовые заряженные частицы ?», теоретически могут быть безмассовые заряженные частицы.

Что произойдет, если мы поместим их в электрическое поле?

Электрическое поле теоретически может изменить направление движения этих частиц.

Как они отреагируют на увеличение импульса/энергии? В случае фотона частота связанной с ним электромагнитной волны при этом увеличивается.

Марек также говорит: «@Eelvex: это зависит от вашего определения теоретически невозможного. Но да, они в основном исключены экспериментом, потому что мир с заряженными безмассовыми частицами сильно отличался бы от нашего. — Марек 34"

А на другой ответ Eelvex говорит: «... безмассовая частица должна двигаться в c. Eelvex 12 фев.

Так что это не так, как если бы вы увеличили скорость. Но теоретически очень незначительное увеличение уменьшило бы расстояние между пиками вектора длины волны , увеличив частоту.

См. Страницу Википедии Квантовая механика :

«Квантовая механика отличается от классической физики тем, что энергия, импульс и другие величины системы могут быть ограничены дискретными значениями (квантование), объекты имеют характеристики как частиц, так и волн (дуальность волна-частица), и существуют пределы точность, с которой могут быть известны величины ( принцип неопределенности )».

Между незначительной разницей в скорости, которую вы, вероятно, не сможете создать, и принципом неопределенности, ваши усилия не будут измеримы. Энергия, необходимая для увеличения скорости от доли меньшей, чем$c$(если они идут так медленно)$c$был бы огромен. Замедлить их было бы проще, проще сделать, легче измерить.

Благодаря ответу Анны Ви меня подтолкнули к дальнейшему изучению этого вопроса, что привело к интересной дискуссии на ReseachGate: « Как мне объяснить, почему безмассовая заряженная частица не может существовать? ».

Это привело к этой статье: « Электродинамика безмассовых заряженных частиц » (21 января 2015 г.) Курта Лехнера (с 8 цитатами ): « Реферат : мы строго выводим классическую динамику безмассовых заряженных частиц из первых принципов ... .". - но, похоже, это приводит к более открытым проблемам, чем к ответу на ваш вопрос.

Цитированные статьи более полезны, в частности: « Поведение заряженных вращающихся безмассовых частиц » (26 декабря 2017 г.) Ивана Моралеса, Бруно Невеса, Зуи Опорто и Оливье Пиге:

Аннотация _

Мы возвращаемся к классической теории релятивистской безмассовой заряженной точечной частицы со спином, взаимодействующей с внешним электромагнитным полем. В частности, мы даем правильное определение его кинетической энергии и его полной энергии, причем последняя сохраняется, когда внешнее поле стационарно. Напишем также законы сохранения для линейного и углового импульсов. Наконец, мы находим, что скорость частицы может отличаться от$c$в результате взаимодействия спина с электромагнитным полем без ущерба для лоренц-инвариантности».

Так совпало, что на страницах 2 и 17 в статье упоминаются электроны графена (как и обсуждение в ResearchGate), что ссылается на статьи по физике конденсированного состояния.

Я оставлю это редактирование здесь, если больше не будет интереса.