[論文レビュー] A unification scheme for classical and quantum mechanics at all velocities

John Johansson, Pär I. Johansson|ArXiv.org|Dec 27, 2004

Relativity and Gravitational Theory参考文献 5被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、構造化された真空中における電磁波の安定的配置として粒子をモデル化することにより、古典的ニュートン力学およびマクスウェル力学から量子力学を導出する統一的枠組みを提案する。このモデルにより、ド・ブロイ波、シュレーディンガー方程式、波動と粒子の二重性が、ディラック型の真空媒体内における裸電荷の機械的波動攪乱から自然に生じることを示し、すべての速度において古典的力学と量子力学の一致を達成する。

ABSTRACT

From a Newtonian-Maxwellian solution for a perturbed vacuum with a physical structure constructed based on pivotal experimental observations, we have achieved a general scheme for the formation of basic material particles. A basic particle, which may be e.g. an electron, is composed of a tiny free aether-pole (a bare charge) and the mechanical wave disturbances -- identifying with electromagnetic waves -- generated by it in the medium. When in motion, as a result of a first kind source effect, this particle wave exhibits all of wave and dynamic properties known for a de Broglie wave, and is here called a Newton- de Broglie (NdB) particle wave. In a confined space, the Newtonian solution for the NdB particle wave is equivalent to that given by Schrodinger's quantum mechanics. Through this general scheme we have accomplished a basic task of the unification of the classical- and the quantum- mechanics, both in terms of the deduction of the latter from the former, and the convergence of the latter into the former at high velocities. Through completing the task, we unfold the origins of a series of phenomena including the electromagnetic waves, the electromagnetic radiation and absorption, atomic and thermal excitations, the inertial mass, the Schrodinger's wavefunction and de Broglie wave, the Heisenberg's uncertainty relation, the de Broglie relations, the simultaneous existence of electron and positron or generally of particles and their anti-particles, the (rest) mass-energy equivalence relation, etc. The general scheme facilitates also a Theory of Relative Motion which we present in a separate paper, II; a series of followed studies are planned. (An original report of the scheme with a Preface remarking on the changes in later publications.)

研究の動機と目的

• 古典的波動力学および真空構造に基づいて量子現象を導出することにより、古典的力学と量子力学の基礎的ギャップを解消すること。
• 電磁波攪乱の機械的モデルを通じて、粒子の質量、波動と粒子の二重性、ド・ブロイ関係の起源を説明すること。
• すべての速度における粒子の振るまいを統一し、量子力学が構造化された真空内での古典的波動力学の極限的状態として現れることを示すこと。
• 真空媒体内における波モードの相互作用に基づき、電磁放射、吸収、熱励起の物理的メカニズムを提供すること。
• 波干渉および真空力学から、慣性質量、不確定性原理、粒子-反粒子対称性の整合的基盤を確立すること。

提案手法

• 物質的粒子を、ディラック型の真空媒体内における裸電荷とその自己生成電磁波攪乱の安定的配置としてモデル化する。
• 構造化された真空内における波動伝播をニュートン力学を用いて解き、その結果得られる波動解をニュートン＝ド・ブロイ（NdB）波と特定する。
• 振動電荷とその波動場が形成する定常波パターンのエネルギーから、粒子質量を導出する。
• 閉じた空間内におけるNdB波解がシュレーディンガー方程式の解と一致することを示し、量子力学が古典的波動力学から自然に生じることを統一する。
• 波モードの加算（例：Kd）を用いて熱励起および非励起をモデル化し、放射および吸収過程を可逆的波動放出および再吸収として記述する。
• 「バキュレオン」と「バキュウオン」の概念を導入し、振動電荷極の束縛状態として、粒子-反粒子対および質量-エネルギー等価の物理的基盤を提供する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 構造化された真空内における古典的波動力学から、波動と粒子の二重性やド・ブロイ関係といった量子力学的現象がどのように生じるのか。
• RQ2 電磁波干渉および真空構造の観点から、慣性質量およびシュレーディンガー波動関数の物理的起源は何か。
• RQ3 電磁放射および吸収は、真空媒体内における機械的波動攪乱からどのように生じるのか。
• RQ4 不確定性原理および粒子-反粒子対称性は、波動力学および真空極化から導出可能か。
• RQ5 提案されたモデルは、相対論的領域を含むすべての速度において、古典的力学と量子力学の一致をどのように達成するのか。

主な発見

• 閉じた空間内における粒子のニュートン＝ド・ブロイ（NdB）波解は、シュレーディンガー方程式の解と正確に一致しており、量子力学が古典的波動力学から自然に生じることを示している。
• 粒子質量は、自己整合的電磁波場の波数および振幅の関数として導出され、質量に機械的起源を与える。
• 熱励起および非励起は、固有の波動場への波モード攪乱（Kd）の加算および放出として説明され、放射および吸収は可逆的波動放出プロセスとして記述される。
• 本モデルは、相反符号の振動電荷の安定的束縛状態（バキュウオン）の存在を予測し、粒子と反粒子の同時存在を説明する。
• ハイゼンベルクの不確定性原理は、NdB波解における波パッケージの局在化および運動量の広がりから自然に生じることを示している。
• この枠組みは、粒子の静止エネルギーが真空媒体内における自己持続的波動場の全エネルギーに一致することから、アインシュタインの質量-エネルギー等価の物理的基盤を提供する。