[논문 리뷰] A Sub Microscopic Description of the Diffraction Phenomenon

Volodymyr Krasnoholovets|arXiv (Cornell University)|2014. 06. 09.

Cold Fusion and Nuclear Reactions참고 문헌 21인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 물리적 공간의 타일 구조에서 발생하는 격자 진동에 기인하는 준입자인 인톤을 기반으로 한 회절의 초미세 모델을 제안한다. 여기서 광자 회절은 비평형 포논의 붕괴에 의해 생성된 횡방향 인톤 흐름에 기인한다. 이 모델은 간섭계에서 누적된 인톤 방출에 의해 고전적 회절 무늬가 발생한다고 설명하며, 생성된 포논 수에 의해 고정밀도로 예측된 고리 위치를 제공한다.

ABSTRACT

It is shown that a detailed sub microscopic consideration denies the wave-particle duality for both material particles and field particles, such as photons. In the case of particles, their ψ-wave function is interpreted as the particle's field of inertia and hence this field is characterised by its own field carriers, inertons. Inertons and photons are considered as quasi-particles, excitations of the real space constructed in the form of a tessel-lattice. The diffraction of photons is explained as the deflection of photons from their path owing to transverse flows of inertons, which appear in the substance under consideration at the decay of non-equilibrium phonons produced by transient photons.

연구 동기 및 목표

• 확률적 양자역학을 실공간의 구조 기반의 결정론적 초미세 프레임워크로 대체함으로써, 파article 이중성 역설을 해결하고자 한다.
• 광자의 파동적 행동을 도입하지 않고도 회절 현상을 설명하고자 하며, 대신 이를 인톤에 의해 매개되는 편향으로 기인하고자 한다.
• 불확정성 원리의 보편성에 대한 물리적 메커니즘을 제공하며, 이는 기본적인 비결정성보다는 인톤 클라우드 역학에 대한 무지에서 비롯된다는 것을 보여주고자 한다.
• 타일 격자의 기하학적 및 위상적 성질로부터 뉴턴의 만유인력 법칙과 핵력의 유도를 통해 중력과 양자 현상을 통합하고자 한다.
• 포논으로부터의 인톤 방출을 통한 검증 가능한 회절 메커니즘을 제시하며, 광자 조사 강도와 재료 두께에 대한 측정 가능한 의존성을 제공하고자 한다.

제안 방법

• 물리적 공간을 플랑크 척도에서의 위상수구조를 가진 타일 격자로 모델링하며, 이 중에서 비틀림 상태들이 진공의 구조를 형성한다.
• 인톤을 타일 격자의 진동으로서의 자극으로 정의하며, 질량과 운동량을 지닌다. 이는 입자 주변의 관성장(field of inertia)을 형성한다.
• 관계식 $\Lambda = \lambda_{\rm deBr.} c / \upsilon $ 를 통해 입자 속도와 인톤 클라우드 진폭의 함수로 드 브로이 파장을 유도한다.
• 물질 내에서 광자가 유도하는 포논 진동을 모델링하며, 에너지는 $\hbar\Omega \approx 10^{-5} h\nu$ 이다. 이후 포논 붕괴 시 인톤 방출이 발생한다.
• 반사각을 $\tan(\hbar\Omega n_{\rm phon.}/h\nu)$ 를 사용해 계산하며, 간섭계에서의 고리 위치를 $d_1 \approx 10^{-5} n_{\rm phon.} \cdot l$ 로 예측한다.
• 누적된 인톤 유량을 $n_{\rm phon.}$ 개의 포논으로부터 유도하여 간섭 고리의 형성 원리를 설명하며, 관측 가능한 무늬에 대한 강도 임계값을 제시한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 파article 이중성을 도입하지 않고 광자의 회절을 어떻게 설명할 수 있는가?
• RQ2 초미세 수준에서 광자 간섭계에서 간섭 무늬가 형성되는 물리적 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 불확정성 원리는 결정론적 초미세 모델에서 유도될 수 있는가, 아니면 불완전한 지식의 산물인가?
• RQ4 포논과 그 붕괴가 광자를 편향시키는 인톤을 생성하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 어느 임계 광자 조사 강도 또는 재료 두께에서 인톤 방출에 의해 고전적 회절 무늬가 나타나는가?

주요 결과

• 간섭계에서의 회절 무늬는 입사 광자가 생성한 비평형 포논의 붕괴에 의해 발생하는 횡방향 인톤 흐름에 기인한다.
• 첫 번째 회절 고리의 위치는 $d_1 \approx 10^{-5} n_{\rm phon.} \cdot l$ 로 예측되며, 여기서 $n_{\rm phon.}$ 은 포논 수이고 $l$ 은 효과적 경로 길이다.
• 관측 가능한 회절을 위해 임계 광자 조사 강도 $N > 10^4$ 개/초와 임계 두께가 필요하며, 이는 $n_{\rm phon.} > n_{\rm phon.}^{(c)}$ 와 대응한다.
• $n_{\rm phon.}$ 개의 포논이 생성하는 인톤 장은 광자 편향 각도를 $\tan(\hbar\Omega n_{\rm phon.}/h\nu)$ 비례하게 하며, 이는 구조화된 간섭 무늬를 유도한다.
• 인톤 유량이 충분히 강해져 광자를 상당히 편향시킬 때에만 고전적 회절 무늬가 나타나며, 이는 중심 영역과 겹치지 않도록 한다.
• 광자-광자 충돌은 전자기 극성의 상호상소를 유도하며, 그 잔여물로 노출된 인톤이 남을 수 있다. 이는 광자를 인톤 장의 표면 진동으로 보는 아이디어를 뒷받침한다.