[论文解读] Historical Note on the Relativistic Theories of Electromagnetism

Valeri V. Dvoeglazov|ArXiv.org|Feb 19, 1998

Relativity and Gravitational Theory参考文献 17被引用 12

一句话总结

本文综述了电磁学的替代相对论性形式体系，包括马约拉纳-奥本海默电动力学、萨克斯的物质基本理论、非局域作用理论以及引入纵向模式的广义规范理论。文章强调了 Weinberg 2(2J+1) 形式体系与马约拉纳对中性粒子的理论，认为它们是构建光的量子理论的有前途基础，为基于规范的场论持续面临的挑战提供了标准量子电动力学的正式替代方案。

ABSTRACT

Quantum electrodynamics is the well-accepted theory. However, we feel it is useful to look at formalisms that provide alternative ways to describe light, because in the recent years the development of quantum field theories based primarily on the gauge principle has encountered considerable difficulties. There is a wide variety of generalized theories and they are characterized mainly by the introduction of additional parameters and/or longitudinal modes of electromagnetism. The Majorana-Oppenheimer form of electrodynamics, the Sachs' theory of Elementary Matter, the analysis of the action-at-a-distance concept, presented recently by Chubykalo and Smirnov-Rueda, and the analysis of the claimed `longitudinality' of the antisymmetric tensor field after quantization are reviewed in this essay. We also list recent advances in the Weinberg 2(2J+1) formalism (which is built on First Principles) and in the Majorana theory of neutral particles. These may serve as starting points for constructing a quantum theory of light.

研究动机与目标

• 审视超越标准量子电动力学的替代相对论性电磁理论。
• 研究引入额外参数或电磁场纵向自由度的形式体系。
• 评估 Weinberg 2(2J+1) 形式体系与马约拉纳中性粒子理论作为光的量子理论起点的可行性。
• 分析非局域作用电动力学与张量场量子化的历吏与概念发展。

提出的方法

• 回顾马约拉纳-奥本海默电动力学形式体系，其容许纵向模式并具有非阿贝尔结构。
• 分析萨克斯的物质基本理论，作为统一电磁场与物质场相互作用的框架。
• 考察由楚比卡洛与斯米尔诺夫-鲁埃达发展的非局域作用电动力学方法。
• 综述引入额外参数与光子场纵向分量的广义规范理论。
• 评估 Weinberg 2(2J+1) 形式体系，该体系从第一原理构建了有质量矢量场，并保持了洛伦兹不变性。
• 讨论在量子化后反对称张量场中所谓“纵向性”所蕴含的含义。

实验结果

研究问题

• RQ1 广义电动力学中引入纵向模式的形式体系与标准量子电动力学相比，在一致性和预测能力方面有何异同？
• RQ2 Weinberg 2(2J+1) 形式体系在构建光的量子理论方面具有哪些概念与形式上的优势？
• RQ3 非局域作用电动力学形式体系能否为局域场论提供可行的替代方案？
• RQ4 在反对称张量场中出现纵向模式对量子场论结构意味着什么？
• RQ5 马约拉纳对中性粒子的理论与马约拉纳-奥本海默形式体系如何促进对电磁场量子化更深层次的理解？

主要发现

• 马约拉纳-奥本海默形式体系为电磁学提供了一个包含纵向模式的一致相对论性框架，与标准 QED 形式形成偏离。
• 萨克斯的物质基本理论为物质与场相互作用提供了统一视角，暗示了粒子结构与场动力学之间更深层的联系。
• 经楚比卡洛与斯米尔诺夫-鲁埃达完善的非局域作用方法，为电磁相互作用提供了非局域但保持洛伦兹不变性的描述。
• Weinberg 2(2J+1) 形式体系成功地从第一原理构建了有质量矢量场，保持了幺正性与洛伦兹不变性，或可作为光的量子理论的基础。
• 在量子化后反对称张量场中声称的“纵向性”暗示了新自由度的出现，可能扩展标准规范理论。
• 马约拉纳对中性粒子的理论提供了一个可被改编以描述中性、有质量矢量玻色子的形式体系，对替代量子场模型中的光子类场具有相关性。