[论文解读] Induction of Forces Performed by Piezoelectric Materials

Elio B. Porcelli, Victo S. Filho|arXiv (Cornell University)|Dec 6, 2016

Numerical methods in engineering参考文献 5被引用 3

一句话总结

本文提出，压电材料通过其材料分子结构与环境之间的广义量子纠缠机制产生外部力，而非通过传统的电磁或声学耦合。所诱导的力直接源于施加的电场或机械应力，其方向由场或应力矢量决定，该现象通过非局域量子关联理论解释。

ABSTRACT

We describe the phenomenon of generation of an external field of forces from piezoelectric materials subjected to the application of electric fields or mechanical stress. The piezoelectric materials are shown as being capable of producing induction forces in external objects and we conclude that the nature of the forces generated are not originated from the traditional interactions. Further we specifically assert that the generation of forces by the piezoelectric materials is ruled by the hypothesis of preexisting condition of generalized quantum entanglement between the molecular structure of the material bulk and the surrounding environment. In addition the widely spread coupling of the molecules with the environment can be manifested from the so-called direct effect or the converse effect in piezoelectric materials and this coupling is not intermediated by acoustic waves or electromagnetic fields. We show that the novel effect has a theoretical explanation consistent with the generalized quantum entanglements and the direction of the induced forces depends on either the direction of the mechanical force or the electric field applied in these materials.

研究动机与目标

• 研究压电材料在传统机电耦合之外产生外部力的起源。
• 挑战力仅源于声波或电磁场的假设。
• 提出一种基于材料本体与环境之间预先存在的量子纠缠的新型机制。
• 建立一个考虑施加电场或机械刺激方向性的力诱导理论框架。
• 证明所观测到的力诱导并非通过已知场相互作用介导，而是由非局域量子关联引起。

提出的方法

• 基于压电材料分子结构与其周围环境之间广义量子纠缠的理论建模。
• 分析正向和逆向压电效应作为同一基本纠缠机制的表现。
• 运用量子场论概念描述力诱导过程，无需电磁波或机械波的介导。
• 从施加电场或机械应力的矢量方向推导力的方向性。
• 将该假说应用于解释外部物体中力的诱导，而无需通过光子或声子的可观测能量传递。
• 将所提机制与经典压电理论进行比较，突出其非传统特性。

实验结果

研究问题

• RQ1 当不存在传统场或波时，压电材料产生外部力的根本起源是什么？
• RQ2 压电材料如何在无电磁或声波介导的情况下诱导外部物体的力？
• RQ3 为何所诱导的力方向与施加电场或机械应力的方向精确相关？
• RQ4 该现象能否由材料与环境之间预先存在的量子纠缠解释？
• RQ5 该力诱导机制与经典压电效应有何本质区别？

主要发现

• 压电材料可在不依赖电磁波或声波传播的情况下，诱导周围物体的外部力。
• 所诱导力的方向由施加电场或机械应力的矢量方向决定。
• 该机制归因于材料分子结构与环境之间预先存在的广义量子纠缠状态。
• 力诱导效应并非通过光子或声子介导，因而与传统电磁机械相互作用相区别。
• 理论框架支持非局域量子关联是所观测力生成的根源。
• 该现象在正向和逆向压电效应中均一致，表明存在统一的底层机制。