Cahaya Einstein melalui lensa Maxwell

Cahaya dianggap untuk waktu yang lama sebagai gelombang, yang menunjukkan fenomena gangguan di mana gelombang seperti gelombang air dihasilkan di bawah interaksi tertentu. Cahaya juga membungkuk di sekitar sudut, yang menghasilkan efek strip, yang disebut difraksi. Energi cahaya dikaitkan dengan intensitasnya dan sebanding dengan kuadrat amplitudo medan listrik, tetapi dalam efek fotolistrik, energi elektron yang dipancarkan sebanding dengan frekuensi radiasi.

Pengamatan ini dilakukan untuk pertama kalinya oleh Philipp Lenard, yang melakukan pekerjaan awal pada efek fotolistrik. Untuk menjelaskan hal ini, pada tahun 1905, Einstein menyarankan Annalen der Physik Cahaya itu mencakup paket kuantisasi energiItu menjadi foton yang disebut. Ini mengarah pada teori ganda sifat cahaya, yang menurutnya cahaya dapat berperilaku seperti gelombang atau partikel tergantung pada interaksinya, balapan jalan untuk kelahiran mekanika kuantum.

Meskipun karya Einstein dalam foton menemukan penerimaan yang lebih luas, yang akhirnya menyebabkan Hadiah Nobel dalam fisika, Einstein tidak sepenuhnya yakin. Dia menulis dalam sebuah surat pada tahun 1951: “Setiap 50 tahun pengasuhan sadar tidak membawa saya lebih dekat dengan jawaban untuk pertanyaan: berapa banyak cahaya?”

Fokus baru pada cahaya

Dalam pekerjaan baru -baru ini diterbitkan di dalamnya Sejarah FisikaSaya telah menunjukkan bahwa interpretasi cahaya sebagai paket energi atau partikel yang diukur adalah hasil dari jenis fenomena yang lebih halus, yang terkait dengan kuantisasi fluks magnetik.

Karya ini menggambarkan bahwa aspek mendasar dari kopling antara energi cahaya dalam elektron dapat dengan mudah diturunkan menggunakan hukum Faraday tentang Induksi elektromagnetikDi mana energi elektron E dan dalam bidang waktu memvariasikan fluks magnetik dari radiasi elektromagnetik, adalah edj/dt. Selain itu, saya telah menunjukkan bahwa frekuensi atau representasi domain fasor adalah EXW, di mana W adalah frekuensi sudut radiasi.

Albert Einstein, pada tahun 1905, mempresentasikan gagasan revolusioner tentang cahaya energi yang sama dengan ħw, di mana konstanta ħ Planck berkurang. Ada banyak bukti eksperimental tentang kuantisasi fluks magnetik dari loop superkonduktif ke dua gas elektron -dimensi, yang diamati dalam efek ruang kuantum.

Saya telah mengikuti pendekatan melalui elektromagnetisme klasik untuk memperoleh ekspresi energi EJW, yang sama dengan konsep Einstein tentang berapa banyak atau foton cahaya. Selain itu, saya berpendapat bahwa energi elektron dapat bijaksana, dan pengukuran tingkat energi diskrit tersebut dapat memberikan penampilan sifat cahaya yang mirip dengan partikel.

Mekanika kuantum dapat menjelaskan dan memulihkan hasil klasik di bawah beberapa pendekatan spesifik. Namun, memperoleh hasil mekanik kuantum secara ketat dari asumsi klasik umumnya tidak dimungkinkan karena perbedaan mendasar dalam bingkai mereka. Saya merasa bahwa pekerjaan saya memenuhi kekosongan besar dalam pemahaman kita tentang sifat cahaya.

Saya telah memusatkan perhatian pada sifat terkuantifikasi dari fluks magnet. Saya juga telah menunjukkan bahwa konsep foton muncul sebagai konsekuensi alami dari kuantisasi fluks magnet terhadap kerangka elektromagnetisme klasik.

Pekerjaan ini sebagian berasal dari a Studi sebelumnya Pertama kali diterbitkan di Surat revisi fisik Pada 2015, di mana kami berpendapat bahwa radiasi adalah hasil dari simetri medan elektromagnetik yang rusak.

Kesenjangan historis dan jalan ke depan

Max Planck tidak percaya pada elektron dan tidak mempertimbangkan karya Lorentz dan Thomson (Nobel Lecture, 1922), tetapi tahu tentang eksperimen elektronik berdasarkan osilator Hertz. Ini mempromosikan gagasan osilator atom yang dikuantifikasi dengan energi ħW pada tahun 1901, yang digunakan oleh Einstein dalam teori fotonnya berdasarkan heuristik pada tahun 1905, yang diterbitkan di Annalen der Physik.

Bruce Wheaton, sejarawan sains yang terkenal, menulis di majalah Studi Historis dalam Ilmu Fisik“Pikiran Jerman tentang tahun 1890 -an memberi banyak hal Menjadi apa yang telah menjadi keadaan yang dapat disetujui dari apo -apo. “

Artikel ini sangat penting untuk penelitian di bidang energi, karena kita sekarang mengerti itu Sel surya serta generator elektromagnetik bekerja dalam hukum fisik yang sama. Pendekatan khusus untuk artikel ini adalah tentang fakta bahwa jalinan persamaan Maxwell memungkinkan kuantifikasi biaya. Ketika Thomson menemukan elektron, ditunjukkan bahwa aliran listrik dikuantifikasi. Kuantisasi fluks magnetik ditemukan pada 1960 -an, tetapi studinya tetap terbatas pada loop superkonduktor.

Beberapa pemimpin dengan pengalaman dalam mekanika kuantum telah menawarkan komentar pada dokumen.

Lawrence Horowitz, Profesor Emeritus Fisika di Universitas Tel Aviv, mengatakan: “Artikel ini sebenarnya merupakan kontribusi yang berharga bagi teori foton dan elektron; pelengkap penting untuk Kitab Jauch dan Rohrlich, terutama dalam aspek klasik teori.”

Stevan Verral, yang baru -baru ini menarik diri dari Departemen Fisika Universitas Wisconsin La Crosse, mengatakan: “Dr. Sinha memberikan pendekatan semiklasik baru untuk model sistem kuantum. Saya juga percaya bahwa pendekatan unik Dhiraj Sinha dapat menambah ide -ide berharga pada pengembangan terus -menerus dari teori -teori fisika yang efektif semi -fase dalam fisika -energi rendah.”

Dalam catatan pribadi untuk penulis, seorang ahli fisika dari University of Bristol, Inggris, berkomentar: “Anda ingin menggunakan kuantisasi aliran untuk mendapatkan mekanika kuantum, alih -alih mendapatkan kuantisasi aliran mekanika kuantum. Mungkin benar, karena dengan teori fisik ada kebebasan untuk mendefinisikan apa yang mendasar dan apa yang diperoleh.”

Selain itu, ia menambahkan: “Kami belajar dari Einstein bahwa persamaan Maxwell adalah relativistik (yaitu, invarian di bawah transformasi Lorentz) 40 tahun sebelum relativitas. Kita sekarang tahu bahwa mereka sudah kuantum, 60 tahun sebelum mekanika kuantum! Tampaknya mengejutkan.”

Kisah ini adalah bagian dari X Dialog Sainsdi mana para peneliti dapat menginformasikan hasil artikel penelitian yang diterbitkan. Kunjungi halaman ini Untuk mendapatkan informasi tentang dialog Science X dan cara berpartisipasi.

Dhiraj Sinha memiliki gelar doktor di bidang teknik listrik dari University of Cambridge, Inggris, dan telah menghabiskan sebagian besar karir penelitiannya bekerja pada aspek mendasar dari radiasi elektromagnetik dan simetri terkait. Sebagian pekerjaan dilakukan di Massachusetts Institute of Technology, di mana ia adalah seorang peneliti postdoctoral, sebelum pengangkatannya saat ini. Dia meninggalkan Institut Massachusetts untuk akhir 2019 dan saat ini mengajar di University of Plaksha, sebuah Universitas Teknologi yang baru -baru ini didirikan di India yang dipimpin oleh tim pemimpin bisnis, pendidik, dan dermawan.