Дают ли магниты красное смещение света?

Мне нравится вопрос! Я хотел поделиться своими мыслями и возможным объяснением этого явления.

Давайте посмотрим на процесс (начнем с не намагниченного объекта):

1. Два тела, одно из которых — огромный магнит, а другое — очень маленький ферромагнитный объект, находятся в свободном пространстве.
2. В начальный момент на них не действуют никакие силы (гравитация не нужна). Ферромагнетик еще не намагничен (магнитные домены все еще случайны)
3. Предположим быстрое намагничивание маленького предмета, они начинают магнитно притягиваться друг к другу. Израсходованная энергия может быть рассчитана по магнитной энергии/коэнергии в петле гистерезиса материала.$W_m^*=\int_V\int_H B\mathrm{d}H\mathrm{d}V$
4. Фактическая сила, которая магнитно притягивает их, - это сила сопротивления, эта сила хочет уменьшить общее магнитное сопротивление пути и перемещает два объекта в положение минимального сопротивления для магнитного потока.
5. Процесс притяжения происходит благодаря тому же механизму энергии/коэнергии. Сила возникает в результате изменения коэнергии$F=-\frac{\mathrm{d}W_m^*}{\mathrm{d}x}$.
6. По мере приближения маленького объекта значение$W_m^*$уменьшается (вы должны учитывать объем). Интуитивное объяснение: все стремится достичь самого низкого энергетического состояния.
7. Увеличение кинетической энергии происходит параллельно$E_k=\int_xF\mathrm{d}x$, поэтому мы можем посмотреть на начальное значение$W_m^*$как потенциальная энергия .
8. В тот момент, когда маленький объект превращается в фотоны с$E=mc^2$в$W_m^*$в основном (в зависимости от момента) конвертируется в$E_k$.

Если бы я не делал ошибок, не было бы потери энергии. Большой магнит поставляет энергию

Помните, что помимо чистой массы вашего меньшего «пробного» магнита, вам нужно создать его энергетически нетривиальную магнитную структуру . Это должно учитывать энергию, полученную за счет электромагнитного притяжения.

За исключением нелинейных эффектов квантовой оптики, на свет не влияют магнитные поля. Это связано с тем, что уравнения движения линейны, поэтому одно электромагнитное поле не может влиять на другое без помощи заряженной материи.

В этом мысленном эксперименте много чего не так, имхо:

1. кусок ферромагнитного материала сразу покажет северный и южный полюсы магнитных линий. Северный полюс будет притягиваться, а южный — отталкиваться, и, упав на поверхность, он превратится в железные опилки.

2. в реальном мире, если он ударится о поверхность, он распадется на составные части в зависимости от энергии. Для аннигиляции энергия должна быть огромной и будет много осколков атомов и фотонов

3. с распадом ферромагнетизм исчезнет, ​​и отдельные частицы будут отскакивать в соответствии с правилами рассеяния частиц (см. сечения в книге данных о частицах).

4. Они будут иметь любое угловое распределение (фотоны тоже) и будут разлетаться в соответствии с их импульсом и энергией, заданными большим отскоком. Они никогда не сцепятся настолько, чтобы вернуться к какой-либо структуре, называемой твердой материей, чтобы представить, что она в конечном итоге окажется на прежнем месте целиком. Энергия сохраняется во взаимодействиях элементарных частиц, а это означает, что если вы соберете все биты, вы найдете массу покоя и кинетическую энергию.

5. Предположим, что большой магнит был сделан из антиматерии, опять та же проблема нереконструируемости: аннигиляция протонов и нейтронов дает в основном пионы, заряженный распад на мюоны и нейтрино и pi0 на два фотона, которые никогда не соединятся наверху, потому что оба угловых распределений и потому, что сечение гамма-гаммы к pi0 крошечное (диаграммы более высокого порядка и электромагнитная связь 1/137). Ничто не аннигилирует только в фотоны, и даже если бы это произошло, фотоны рассеялись бы хуже, чем мешок с кошками.