La fórmula de inducción de Faraday regla de flujo del electromagnetismo dice que la fuerza electromotriz fem creada en un circuito conductor es igual a la velocidad a la que cambia el flujo magnético a través del circuito conductor tal como está escrito en un texto de la escuela secundaria enfísica. Esta fem puede calcularse de dos maneras: ya sea utilizando la fórmula de fuerza de Lorentz y calculando la fuerza que actúa sobre los electrones en el conductor móvil del circuito; o mediante una de las ecuaciones de Maxwell ley de Faraday y calculando el cambio del imánflujo que penetra a través del circuito. La fórmula de fuerza de Lorentz y las ecuaciones de Maxwell son dos leyes físicas distintas, pero los dos métodos arrojan los mismos resultados.
No se sabía por qué coincidían los dos resultados. En otras palabras, la regla de flujo consta de dos leyes físicamente diferentes en las teorías clásicas. Curiosamente, este problema también fue una motivación detrás del desarrollo de la teoría de la relatividad por Albert Einstein. En 1905, Einstein escribió en el primer párrafo de su primer artículo sobre la teoría de la relatividad: "Se sabe que la electrodinámica de Maxwell, como se entiende generalmente en la actualidad, cuando se aplica a los cuerpos en movimiento, conduce a asimetrías que no parecen ser inherentes alos fenómenos ". Pero el argumento de Einstein se alejó de este problema y formuló una teoría especial de la relatividad, por lo que el problema no se resolvió.
Richard Feynman describió una vez esta situación en su famosa conferencia The Feynman Lectures on Physics, Vol. II, 1964, "no conocemos otro lugar en la física donde un principio general tan simple y preciso requiera para su comprensión real un análisisen términos de dos fenómenos diferentes. Por lo general, se encuentra una generalización tan hermosa que se deriva de un principio subyacente único y profundo. ・ ・ ・ ・ ・ ・ Tenemos que entender la "regla" como los efectos combinados de dos fenómenos completamente separados ".
El estudio del Dr. Hiroyasu Koizumi, publicado recientemente en el Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, ha revelado cuál es el "principio subyacente único y profundo" en la "regla de flujo" prevista por Feynman. Es una dualidad de la U 1factor de fase agregado a la función de onda; describe el movimiento de traslación de los electrones y también proporciona un potencial de calibre dependiente del tiempo que induce un campo eléctrico efectivo en los electrones. La primera vista corresponde al resultado obtenido por la fórmula de fuerza de Lorentz, yeste último al resultado usando la ecuación de Maxwell para la ley de Faraday.
Detrás de este descubrimiento hay dos grandes desarrollos en física en el siglo 20. Uno es el nacimiento de la mecánica cuántica, y el otro es el establecimiento de la realidad física del campo electromagnético como un campo de calibre U 1.En el estudio, los electrones en el conductor se describen mediante las funciones de onda de la mecánica cuántica y el campo magnético se expresa como el campo de medida U 1. El campo de medida tiene una arbitrariedad llamada grado de libertad de medida. Esta arbitrariedad se puede emitiren el factor de fase U 1 en la función de onda, y puede ser fijado por el requisito de que la energía sea mínima. Luego, la dualidad de que el factor de fase U 1 se puede agregar a la función de onda como el movimiento de traslaciónde electrones permite que emerja el "potencial del medidor dependiente del tiempo". La misma fijación del medidor se ha empleado en el estudio del Dr. Koizumi sobre la superconductividad, donde la fijación del medidor se logra por el requisito mínimo de energía bajo la restricción de que la función de onda sea única-value función de las coordenadas electrónicas.
El trabajo del Dr. Koizumi también proporciona nuevas perspectivas sobre la superconductividad y posiblemente también la teoría de cuerdas. Dado que los qubits más prometedores para las computadoras cuánticas ahora son aquellos que usan superconductores, se espera que el hallazgo actual contribuya al desarrollo de computadoras cuánticas que pueden reemplazar a las computadoras clásicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :