Лагранжиан Эйлера – Гейзенберга - Euler–Heisenberg Lagrangian - Wikipedia

В физике Лагранжиан Эйлера – Гейзенберга описывает нелинейная динамика из электромагнитные поля в вакуум. Впервые он был получен Вернер Гейзенберг и Ганс Генрих Эйлер^[1] в 1936 году. Рассматривая вакуум как среду, он предсказывает скорость квантовая электродинамика (QED) свет процессы взаимодействия.^{[требуется разъяснение ]}

Физика

Учитывает поляризация вакуума до одного контура и справедливо для электромагнитных полей, которые меняются медленно по сравнению с обратной массой электрона:

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

Здесь m - масса электрона, e - заряд электрона, ${\displaystyle {\mathcal {F}}={\frac {1}{2}}\left(\mathbf {B} ^{2}-\mathbf {E} ^{2}\right)}$, и ${\displaystyle {\mathcal {G}}=\mathbf {E} \cdot \mathbf {B} }$.

В пределе слабого поля это становится: ${\displaystyle {\mathcal {L}}={\frac {1}{2}}\left(\mathbf {E} ^{2}-\mathbf {B} ^{2}\right)+{\frac {2\alpha ^{2}}{45m^{4}}}\left[\left(\mathbf {E} ^{2}-\mathbf {B} ^{2}\right)^{2}+7\left(\mathbf {E} \cdot \mathbf {B} \right)^{2}\right]}$

Это описывает фотон-фотонное рассеяние в QED; Роберт Карплюс и Морис Нойман вычислил полную амплитуду,^[2] который очень маленький и никто не видел.

Эксперименты

Рассеяние Дельбрюка из гамма излучение наблюдался в 1953 году Робертом Вильсоном.^[3] Фотон раскол в сильных магнитные поля был измерен в 2002 году.^[4]

ПВЛАС ищет поляризацию вакуума лазер лучи, пересекающие магнитные поля, для обнаружения эффектов от аксион темная материя. Сигнал не обнаружен, поиск продолжается. OSQAR в ЦЕРН также изучает вакуум двулучепреломление.

Команда астрономов из Италии, Польши и Великобритании сообщила в 2016 году.^[5] наблюдения света, испускаемого нейтронной звездой (пульсар RX J1856.5−3754). Звезда окружена очень сильным магнитным полем (10¹³G), и можно ожидать двойного лучепреломления от поляризации вакуума, описываемой лагранжианом Эйлера – Гейзенберга. А степень поляризации около 16% было измерено и было заявлено, что оно «достаточно велико, чтобы поддерживать наличие двойного лучепреломления в вакууме, как предсказано QED». Fan et al. указал, что их результаты недостоверны из-за низкой точности модели звезды и направления оси намагниченности нейтронов.^[6]

В 2019 году Атлас в буквальном смысле открыл рассеяние фотонов на фотонах.^[7]

Рекомендации

1. Гейзенберг, В .; Эйлер, Х. (1936). "Folgerungen aus der Diracschen Theorie des Positrons". Zeitschrift für Physik (на немецком). ООО "Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа". 98 (11–12): 714–732. Bibcode:1936ZPhy ... 98..714H. Дои:10.1007 / bf01343663. ISSN  1434-6001.
2. Карплюс, Роберт; Нойман, Морис (1951-08-15). «Рассеяние света светом». Физический обзор. Американское физическое общество (APS). 83 (4): 776–784. Bibcode:1951ПхРв ... 83..776К. Дои:10.1103 / Physrev.83.776. ISSN  0031-899X.
3. Ахмадалиев, Ш. Ж .; Кезерашвили, Г. Я .; Клименко, С.Г .; Малышев, В. М .; Масленников, А.Л .; и другие. (1998-11-01). «Дельбрюковское рассеяние при энергиях 140–450 МэВ». Физический обзор C. Американское физическое общество (APS). 58 (5): 2844–2850. arXiv:hep-ex / 9806037. Bibcode:1998ПхРвЦ..58.2844А. Дои:10.1103 / Physrevc.58.2844. ISSN  0556-2813.
4. Ахмадалиев, Ш. Ж .; Кезерашвили, Г. Я .; Клименко, С.Г .; Lee, R. N .; Малышев, В. М .; и другие. (2002-07-19). «Экспериментальное исследование расщепления фотонов высоких энергий в атомных полях». Письма с физическими проверками. 89 (6): 061802. arXiv:hep-ex / 0111084. Bibcode:2002PhRvL..89f1802A. Дои:10.1103 / Physrevlett.89.061802. ISSN  0031-9007. PMID  12190576.
5. Mignani, R.P .; Testa, V .; González Caniulef, D .; Taverna, R .; Turolla, R .; Зейн, S .; Ву, К. (02.11.2016). «Доказательства двойного лучепреломления в вакууме по результатам первого оптико-поляриметрического измерения изолированной нейтронной звезды RX J1856.5−3754». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. Издательство Оксфордского университета (ОУП). 465 (1): 492–500. arXiv:1610.08323. Дои:10.1093 / mnras / stw2798. ISSN  0035-8711.
6. Фан, Син; Камиока, Сусей; Инада, Тошиаки; Ямазаки, Такаюки; Намба, Тошио; и другие. (2017). «Эксперимент OVAL: новый эксперимент по измерению двойного лучепреломления в вакууме с использованием импульсных магнитов с высокой частотой повторения». Европейский физический журнал D. Springer Nature. 71 (11): 308. arXiv:1705.00495. Bibcode:2017EPJD ... 71..308F. Дои:10.1140 / epjd / e2017-80290-7. ISSN  1434-6060.
7. «ATLAS наблюдает рассеивание света». 2019-03-17.