[논문 리뷰] Dynamics and electrodynamics of moving real systems in the Theory of Reference Frames

Daniele Sasso|arXiv (Cornell University)|2010. 01. 14.

Geophysics and Sensor Technology참고 문헌 1인용 수 27

한 줄 요약

이 논문은 기준좌표계 이론 내에서 움직이는 실제 시스템, 특히 기본 입자를 다루기 위해 역학 및 전기역학을 모델링하는 새로운 프레임워크를 제안한다. '전기역학적 질량'이라는 개념을 제안하며 기계적 질량과는 다름을 강조하고, 새로운 시공간 방정식을 유도하여 관성계와 비관성계에서 시간과 질량이 본질적으로 연결되어 있음을 드러낸다.

ABSTRACT

The purpose of the dynamics of moving systems is to search for the mathematical model that describes the link between the resultant applied force, that is the cause, and the speed of system that is the effect. This mathematical link provides the law of motion and from Newton forward it has been specified by an differential equation. Starting from the principles of the Theory of Reference Frames it is possible to arrive at new interesting results in the study and in the analysis of dynamical systems provided with linear symmetry and central symmetry. Really the most interesting consequences are relative to the behaviour of microphysical systems and elementary particles. Some kinematic and dynamic physical parameters, valid for analysis of mechanical systems, lose meaning in microphysical systems. For these systems it is necessary to define therefore new parameters on the ground of the behaviour of observable physical magnitudes. Surely the most important physical quantity, defined in this paper and relative to elementary particles, is the electrodynamic mass that is different from mass of mechanical systems. This parameter allows to understand some features of the behaviour of elementary particles in inertial and not inertial reference frames. In the last part of the paper an important relation between time and mass is proved and new general equations of space time are defined for any reference frame.

연구 동기 및 목표

• 움직이는 실제 시스템, 특히 선형 또는 중심 대칭을 갖는 시스템에서 외력과 운동 간의 수학적 모델링을 개발하기 위해.
• 기본 역학적 매개변수들이 미세 물리계에서 표준 운동학적 및 역학적 양이 물리적 의미를 失하는 데서 기인한 한계를 해결하기 위해.
• 기본 입자의 거동에 맞게 설계된 새로운 물리적 매개변수—특히 전기역학적 질량—을 도입하기 위해.
• 모든 기준좌표계에 적용 가능한 시간과 질량 간의 일반화된 관계를 수립하기 위해.
• 관성계와 비관성계 양쪽 모두에 유효한 새로운 시공간 방정식을 유도하기 위해.

제안 방법

• 기준좌표계 이론의 원리를 바탕으로 운동 방정식을 유도하며, 대칭성을 갖는 시스템으로 뉴턴 역학을 확장한다.
• 기계적 질량과 다름을 강조하는 전기역학적 질량이라는 독립된 물리적 매개변수 개념을 도입하여 전자기적 영향을 받는 입자의 거동를 기술한다.
• 이 새로운 매개변수를 사용하여 기본 입자의 관성계와 비관성계에서의 거동을 분석한다.
• 이론적 유도를 통해 모든 기준좌표계에서 유효한 시간과 질량 간의 기본 관계를 수립한다.
• 모든 기준좌표계에서 통합된 역학과 전기역학을 적용할 수 있는 새로운 일반 시공간 방정식을 제안한다.
• 기하학적 및 운동학적 추론을 사용하여 고전 역학이 실패하는 미세 물리계에서 물리적 매개변수를 재정의한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 선형 또는 중심 대칭을 갖는 움직이는 실제 시스템의 역학을 고전 역학을 초월해 어떻게 모델링할 수 있는가?
• RQ2 표준 기계적 매개변수가 적용되지 않는 기본 입자의 거동을 기술하기 위해 어떤 새로운 물리적 매개변수가 필요한가?
• RQ3 전기역학적 질량은 기계적 질량과 어떻게 다를까? 그리고 입자 역학에서 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 임의의 기준좌표계에서 시간과 질량 간의 기본 관계는 무엇인가?
• RQ5 관성계와 비관성계 양쪽에 균일하게 적용 가능한 시공간 방정식을 어떻게 일반화할 수 있는가?

주요 결과

• 논문은 기본 입자에 대해 기계적 질량과 다름을 강조하는 독립된 물리적 매개변수인 '전기역학적 질량'을 도입한다.
• 모든 기준좌표계에서 유효한 시간과 질량 간의 새로운 기본 관계가 도출된다.
• 모든 종류의 기준좌표계, 비관성계를 포함하여 적용 가능한 일반화된 시공간 방정식이 제시된다.
• 미세 물리계의 거동는 고전 운동학적 및 역학적 양의 의미 상실로 인해 재정의된 물리적 매개변수가 필요하다는 게 입증된다.
• 모델은 대칭성을 갖는 시스템으로 뉴턴 역학을 성공적으로 확장하며, 특히 기본 입자에 대해 관련성이 높다.
• 기준좌표계 이론을 활용하여 관성계와 비관성계 양쪽에서 입자 역학을 일관되게 분석할 수 있는 이론적 기반을 제공한다.