[論文レビュー] A uniformly accelerated charge and the question of Schott energy-momentum

Ashok K. Singal|arXiv (Cornell University)|Feb 21, 2018

Quantum and Classical Electrodynamics参考文献 17被引用数 1

ひとこと要約

本論文は、一様に加速する電荷がその瞬間的静止系において電磁放射を発しないことを示している。加速に依存する場が、全距離において横方向の速度場成分によって完全に相殺されるためである。長年の仮定とは対照的に、このような電荷の周囲の電磁場に、放射反動に関連するシュォットのエネルギー運動量は存在しない。これは、強い等価原理との整合性を支持する。

ABSTRACT

We show that in the case of a uniformly accelerated charge, in its instantaneous rest frame, there is only a radial electric field as the acceleration fields get cancelled neatly {\em at all distances} by a transverse term of the velocity fields. Consequently, there is no electromagnetic radiation, even in the far-off zone, from a uniformly accelerated charge, in agreement with the strong equivalence principle. We also demonstrate that, contrary to the ideas prevalent in the literature, there is no evidence of any acceleration-dependent Schott energy-momentum within the electromagnetic fields, in the vicinity of a uniformly accelerated charge.

研究の動機と目的

• 一様に加速する電荷が電磁波を放射するかどうかという長年のパラドックスを解消すること。
• 一様に加速する電荷の周囲の電磁場に、シュォットのエネルギー運動量が存在するか否かを検討すること。
• 一様加速の文脈において、電磁理論が強い等価原理と整合的であるかを検証すること。
• 一様に加速する源における、速度場と加速度場が放射場を決定する役割を明確にすること。

提案手法

• 一様に加速する電荷の瞬間的静止系における電磁場成分の分析。
• 電磁場を電荷の速度に依存する速度場（速度場）と電荷の加速度に依存する加速度場（加速度場）に分解すること。
• 全径方向距離において、速度場の横方向成分が加速度場を完全に相殺することを明示的に計算すること。
• リエナール＝ヴィエッヒャー・ポテンシャルを用いて、加速電荷の静止系における完全な場構造を導出すること。
• 電磁エネルギー運動量テンソルの評価により、加速に依存するシュォット項が存在するかを検出すること。
• 遠方領域における場の振る舞いを比較することで、放射特性を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 一様に加速する電荷は、その瞬間的静止系において電磁放射を発するか？
• RQ2 一様に加速する電荷の周囲の電磁場に、シュォットのエネルギー運動量の兆候が存在するか？
• RQ3 速度場と加速度場は、全距離における合成場構造を決定するためにどのように相互作用するか？
• RQ4 一様に加速する電荷からの放射が観測されないことは、強い等価原理に矛盾するか？

主な発見

• 瞬間的静止系において、全径方向距離で加速度場が速度場の横方向成分によって正確に相殺される。
• 放射場の完全な相殺のため、遠方領域でさえも電磁放射が発生しない。
• 一様に加速する電荷の周囲の電磁場に、検出可能なシュォットのエネルギー運動量は存在しない。
• 結果は、強い等価原理と整合的であり、局所的静止系において一様に加速する電荷からの放射が観測されないためである。
• 相殺メカニズムは正確であり、電荷からの距離に依存せず普遍的に成り立つ。