오일러-하이젠베르크 라그랑지안

물리학에서 오일러는-하이젠베르크 라그랑지안은 진공에서 전자기장의 비선형 동역학을 설명합니다. 그것은 1936년 베르너 하이젠베르크와 한스 하인리히^[1] 오일러에 의해 처음 얻어졌습니다. 진공을 매질로 처리하여 양자전기역학(QED) 빛 상호작용 과정의 속도를 예측합니다.^{[clarification needed]}

물리학

진공 분극을 하나의 고리로 고려하며, 역전자 질량에 비해 천천히 변하는 전자기장에도 유효합니다.

${\displaystyle {\mathcal {L}}=-{\mathcal {F}}-{\frac {1}{8\pi ^{2}}\int_{0}^{\infty}\exp \left (-m^{2}s\right)\left[(들)^{2}{\frac {\operatorname {Re} \cosh \left(es{\sqrt {2\left ({\mathcal {F}}+i{\mathcal {G}\right)}\right)}}{\operatorname {Im}\cosh \left(es{\sqrt {2\left ({\mathcal {F}}+i{\mathcal {G}\right)}\right)}}}-{\mathcal {G}}-{\frac}}-{\right)}}:{\mathcal {G}-{\frac}}-{\ract {2}{3}}(es)^{2}{\mathcal {F}}-1\right]{\frac {ds}{s^{3}}}.}$

여기서 m은 전자 질량, e 전자 전하, F = ${\displaystyle \frac{12}{}}$($B$2 - E 2) {\$displaystyle {\mathcal${F}}={\frac {1}{2}}\left(\$mathbf {B}$ ^{2}-\mathbf {E} ^{2}\right)}이고, G = E ⋅ B {\displaystyle {\mathcal {G}}=\mathbf {E} \cdot \mathbf {B}입니다.

약한 필드 한계에서, 이것은

${\displaystyle {\mathcal {L}}={\frac {1}{2}}\left(\mathbf {E} ^{2}-\mathbf {B} ^{2}\right)+{\frac {2\alpha ^{2}}{45m^{4}}\left[\left(\mathbf {E} ^{2}-\mathbf {B} ^{2}\right)^{2}+7\left(\mathbf {E} \cdot \mathbf {B} \right)^{2}\right].$

그것은 광자-광자 산란을 QED로 설명합니다; Robert Karplus와 Maurice Neuman은 매우 작은 ^[2]전체 진폭을 계산했습니다.

실험

1953년 로버트 윌슨에 의해 감마선의 델브루크 산란이 관측되었습니다.^[3] 강한 자기장에서 광자가 쪼개지는 현상은 2002년에 측정되었습니다.^[4] LHC에서 충돌한 강입자의 강한 전자기장을 이용하여 빛에 의한 산란을 연구할 수 있으며,^[5][6] 2019년 ATLAS Collaboration에 의해 그 관측이 보고되었습니다.^[7]

PVLAS는 악시온 암흑 물질의 영향을 감지하기 위해 자기장을 가로지르는 레이저 빔의 진공 편광을 찾고 있습니다. 신호를 찾을 수 없으며 검색을 계속합니다. CERN의 OSQAR에서도 진공 복굴절을 연구하고 있습니다.

2016년 이탈리아, 폴란드, 영국의 천문학자 팀은 중성자별(펄서 RX J1856.5-3754)에 의해 방출되는 빛의 관측을 보고했습니다^[8][9]. 이 별은 매우 강한 자기장(10G¹³)으로 둘러싸여 있으며, 오일러에 의해 설명된 진공 분극으로부터 복굴절이 예상됩니다.하이젠베르크 라그랑지안. 약 16%의 편광 정도가 측정되었으며 "QED에서 예측한 바와 같이 진공 복굴절의 존재를 뒷받침할 만큼 충분히 크다"고 주장했습니다. Fan et al.은 별 모델의 정확도와 중성자 자화 축의 방향이 낮기 때문에 결과가 불확실하다고 지적했습니다.^[10]

2021년 7월 상대론적 중이온 충돌기인 브레이트-의 STAR 실험에 의해 진공 복굴절이 처음으로 관측된 것이 보고되었습니다.휠러 프로세스도 연구되었지만 증거만 보고되었습니다^[11][12][13].

2022년 5월 IXPE의 첫 번째 연구는 4U 0142+61에 대한 진공 복굴절 가능성을 암시했습니다.^[14][15]

참고 항목

참고문헌