[논문 리뷰] Light Bosons of Electromagnetic Field and Breakdown of Relativistic Theory

V. N. Minasyan|ArXiv.org|2008. 08. 05.

Geophysics and Sensor Technology인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 비광학적, 질량이 있는 강한 빛 보손 모델을 제안하며, 이는 수정된 맥스웰 방정식의 양자화를 비이deal한 보즈-가스 프레임워크를 사용하여 유도된다. 이 모델은 이러한 보손의 유한한 질량(2.4×10⁻³⁵ kg)이 아인슈타인의 상대성 이론을 무효화한다고 주장한다. 왜냐하면 그들의 속도가 c와 같기 때문에 무한한 상대론적 질량이 발생하고 로렌츠 불변성이 깨지기 때문이며, 이는 힉스, 골드스톤 및 자발적 대칭성 붕괴 메커니즘을 도전하게 된다.

ABSTRACT

In our analysis, a quantisation scheme for local electromagnetic waves in vacuum is introduced by the model of nonideal Bose-gas consisting of Bose-light-particles (which are no photons) with spin one and a finite mass. This fact destroys the Relativistic Theory of Einstein as well as displays a wrong sound of so-called a spontaneous breakdown of symmetry because the light boson can be moved by speed of wave in vacuum.

연구 동기 및 목표

• 진공에서 전자기장의 양자화에 발생하는 모순을 해결하여 플랑크의 광자 기체를 기술하지 못하는 문제를 해결하기 위해.
• 특히 광자의 질량이 0임과 로렌츠 불변성의 타당성을 포함한 상대론적 양자장 이론의 기초적 가정을 도전하기 위해.
• 질량이 있는 스핀-1 입자에 기반한 비이deal한 보즈-가스 모델을 바탕으로 한 대체 장 양자화 체계를 제안하기 위해.
• 유한한 최대 波수 k₀ = mc/ħ 가 존재함이 기본 길이 척도를 정의하고 빛 보손에 대한 비제로의 정지 질량을 암시함을 보여주기 위해.
• 유한한 질량을 가진 빛 보손이 속도 c로 움직일 경우 상대론적 질량-에너지 관계 위반이 발생함을 보여줌으로써 표준 힉스 메커니즘과 자발적 대칭성 붕괴를 무효화하기 위해.

제안 방법

• 광자와 다를 바 있는 질량이 있는 스핀-1 입자에 대한 비이ideal한 보즈-가스 모델을 사용하여 진공 내 국소 전자기파의 수정된 양자화 체계를 도입하기 위해.
• 벡터 포텐셜을 재정의하고 빛 보손에 대해 유한한 질량 m을 도입함으로써 새로운 형태의 전자기 해밀토니안을 유도하기 위해.
• 보조 장 E₀ 및 H₀의 시간 도함수를 포함하는 매개수 해법을 사용하여 수정된 맥스웰 방정식을 풀어 비자명한 분산 관계를 도출하기 위해.
• 벡터 포텐셜에 푸리에 분해를 적용하고 질량이 있는 빛 보손의 생성 및 소멸 연산자로 표현된 해밀토니안을 유도하기 위해.
• 수소 원자의 이온화 에너지에 기반하여 k₀ = mc/ħ 라는 파장 수 cutoff를 도입하여 보손 질량을 원자 물리학과 연결하기 위해.
• 얻어진 해밀토니안을 사용하여 빛 보손의 에너지 스펙트럼을 Eₖ = ħkc 로 유도함으로써, 유한한 정지 질량에도 불구하고 그들의 속도가 c임을 확인하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 질량이 없는 광자를 가정하지 않고도 진공 내 전자기장의 일관된 양자화가 가능할 수 있는가?
• RQ2 전자기 스펙트럼 내 유한한 최대 파장 수 k₀ 가 존재할 경우, 이는 빛 보손에 대한 비제로의 정지 질량을 암시하는가?
• RQ3 속도 c로 움직이는 질량이 있는 스핀-1 빛 보손의 가정이 아인슈타인의 특수 상대성 이론과 상대론적 질량-에너지 관계의 타당성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 빛 보손이 유한한 질량을 가지며 속도 c로 전파될 경우, 힉스 메커니즘, 골드스톤 보손 및 자발적 대칭성 붕괴의 예측은 어느 정도 유지되는가?
• RQ5 이러한 질량이 있는 빛 보손 간의 기본 길이 척도와 상호작용 포텐셜은 무엇이며, 이는 양자 진공의 구조와 어떻게 관련되는가?

주요 결과

• 논문은 수소 원자의 이온화 에너지에 기반하여 빛 보손의 유한한 정지 질량을 m = mₑe⁴/(2ħ²c²) = 2.4×10⁻³⁵ kg 로 도출한다.
• 최대 파장 수는 k₀ = mc/ħ = mₑe⁴/(2ħ³c) 로 구해지며, 이는 전자기 스펙트럼 내 기본적인 커프오프를 정의한다.
• 빛 보손의 에너지가 Eₖ = ħkc 로 표현됨을 보여주며, 이는 유한한 정지 질량에도 불구하고 그들의 전파 속도가 c임을 확인한다.
• 좌표 공간에서 두 빛 보손 간의 상호작용 포텐셜은 sin(mcr/ħ) 및 cos(mcr/ħ) 를 포함하는 복잡한 진동 함수로 유도되며, 특징적인 길이 척도 d = ħ/mc = 2.6×10⁻⁸ m 를 가진다.
• 진공 내 빛 보손의 총 수밀도는 d 간격을 기반으로 N/V = 1.4×10²² m⁻³ 로 계산된다.
• 모델은 v = c 에서 무한한 상대론적 질량을 유도하며, 저자는 이것이 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 무효화한다고 주장함으로써 상대론적 장 이론의 기초를 도전한다.