[论文解读] 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 1

一句话总结

本文表明，一个均匀加速的电荷在其瞬时静止参考系中不会发射电磁辐射，因为加速度依赖场在所有距离上均被横向速度场分量完全抵消。与长期存在的假设相反，该电荷附近电磁场中不存在与辐射反作用相关的施科特能量-动量，这支持了与广义等效原理的一致性。

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.

研究动机与目标

• 解决长期以来关于均匀加速电荷是否辐射电磁波的悖论。
• 检验加速电荷附近电磁场中是否存在施科特能量-动量。
• 在均匀加速度背景下，检验电磁理论与广义等效原理的一致性。
• 阐明速度场与加速度场在决定均匀加速源的辐射场中的作用。

提出的方法

• 分析均匀加速电荷瞬时静止参考系中的电磁场分量。
• 将电磁场分解为依赖电荷速度的速度场（与电荷速度相关）和依赖电荷加速度的加速度场（与电荷加速度相关）。
• 明确计算表明，速度场的横向分量在所有径向距离上均与加速度场完全抵消。
• 使用莱纳德-维切特势推导加速电荷静止参考系中的完整场结构。
• 评估电磁能量-动量张量以检测是否存在依赖加速度的施科特项。
• 比较远场区域的场行为以评估辐射特性。

实验结果

研究问题

• RQ1 均匀加速电荷在其瞬时静止参考系中是否发射电磁辐射？
• RQ2 在均匀加速电荷附近的电磁场中是否存在施科特能量-动量的证据？
• RQ3 速度场与加速度场如何相互作用以决定所有距离上的净场结构？
• RQ4 均匀加速电荷不发射辐射是否与广义等效原理相矛盾？

主要发现

• 在瞬时静止参考系中，加速度场被速度场的横向分量在所有径向距离上精确抵消。
• 由于辐射场的完全抵消，即使在远场区域也不存在电磁辐射发射。
• 在均匀加速电荷周围的电磁场中，不存在可检测的施科特能量-动量。
• 结果与广义等效原理一致，因为在电荷的局部静止参考系中未观测到辐射。
• 抵消机制是精确的，并且在所有距离上均成立，与距离无关。