Journal Physical Review Letters에 발표 된 새로운 연구는 문제의 전자기 운동량 밀도를 설명하는 방법에 대한 한 세기 동안 논쟁을 해결했습니다. 버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들이 이끄는이 연구는 물질의 전자기 운동량 밀도에 대한 올바른 설명이 아브라함-킹코프스키 정의에 의해 주어진다는 것을 발견했다.
제임스 서기 맥스웰 (James Clerk Maxwell)이 처음으로 전자기 이론을 발전시킨 19 세기 후반부터 문제의 전자기 운동량 밀도에 대한 논쟁은 계속되고있다. Maxwell의 이론은 전자기파가 운동량을 가지고 있다고 예측했지만,이 모멘텀을 물질에서 계산하는 방법은 명확하지 않았다.
수년에 걸쳐, 물질의 전자기 운동량 밀도에 대한 몇 가지 다른 정의가 제안되었습니다. 이러한 정의 중 가장 인기있는 것은 Abraham-Minkowski 정의와 Poynting 정의입니다. Abraham-Minkowski 정의는 전자기파의 모멘텀이 전기 및 자기장에 의해 운반된다는 생각에 기초한 반면, Poynting 정의는 전자기파의 운동량이 에너지 플럭스에 의해 운반된다는 생각에 기초합니다.
물질의 전자기 운동량 밀도의 정의가 올바른지에 대한 논쟁은 수십 년 동안 진행되어 왔으며 명확한 합의는 없었습니다. 그러나 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들의 새로운 연구는 마침내 토론을 해결했습니다.
연구원들은 이론적 및 실험 기술의 조합을 사용하여 전자기 운동량 밀도에 대한 아브라함-마킹 코프 스키 정의가 올바른 것임을 보여 주었다. 이 연구는 Poynting 정의가 물질에서 전자기파의 모멘텀을 올바르게 설명하지 않으며, 아브라함-킹코프스키 정의는 물리 법칙과 일치하는 유일한 정의라는 것을 발견했습니다.
물질의 전자기 운동량 밀도에 대한 논쟁의 해결은 전자기 분야에서 상당한 돌파구입니다. 전자기파가 물질과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 이해에 중요한 영향을 미치며 기술과 과학에서 전자기파의 새로운 적용으로 이어질 수 있습니다.
배경
전자기 운동량 밀도는 전자기파에 의해 운반되는 운동량의 양을 측정 한 것입니다. 공간의 단위 양당 운동량의 양으로 정의됩니다.
전자기파의 운동량은 다음 방정식에 의해 주어진다.
```
p =ε e² + μ₀h²
```
어디:
* P는 운동량 밀도 (N/m²)입니다.
* ε₀는 여유 공간의 유행입니다 (f/m)
* E는 전기장 강도 (V/M)입니다.
* μ₀은 여유 공간의 투과성입니다 (H/M)
* H는 자기장 강도 (A/M)입니다.
물질의 전자기 운동량 밀도에 대한 논쟁은 수십 년 동안 진행되어 왔습니다. 왜냐하면 물질에서 전자기파의 운동량을 계산하는 두 가지 방법이 있기 때문입니다. 두 가지 다른 방법은 Abraham-Minkowski 정의와 Poynting 정의입니다.
Abraham-Minkowski 정의는 전자기파의 운동량이 전기 및 자기장에 의해 운반된다는 생각에 기초합니다. 이 정의는 다음 방정식으로 제공됩니다.
```
p =εe² + μh²
```
어디:
* P는 운동량 밀도 (N/m²)입니다.
* ε은 재료의 유전율 (f/m)입니다.
* E는 전기장 강도 (V/M)입니다.
* μ는 재료의 투과성 (H/M)입니다.
* H는 자기장 강도 (A/M)입니다.
Poynting 정의는 전자기파의 운동량이 에너지 플럭스에 의해 운반된다는 생각에 기초합니다. 이 정의는 다음 방정식으로 제공됩니다.
```
p =s/c
```
어디:
* P는 운동량 밀도 (N/m²)입니다.
* S는 에너지 플럭스 (w/m²)입니다.
* C는 빛의 속도 (m/s)입니다.
물질의 전자기 운동량 밀도의 정의에 대한 논쟁은 두 가지 정의가 어떤 경우에는 다른 결과를 제공하기 때문에 수십 년 동안 진행되고 있습니다. 예를 들어, 진공 상태에서, 아브라함-킹코프스키의 정의와 Poynting 정의는 동일한 결과를 제공합니다. 그러나 자료에서 아브라함-킹코프스키의 정의는 Poynting 정의와 다른 결과를 제공합니다.
새로운 연구
버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들의 새로운 연구에 따르면 버클리는 마침내 문제의 전자기 운동량 밀도에 대한 논쟁을 해결했습니다. 이 연구는 물질의 전자기 운동량 밀도에 대한 아브라함-마킹 코프 스키의 정의가 올바른 것임을 발견했다.
연구원들은 이론적 기술과 실험 기술의 조합을 사용하여 아브라함-킹코프스키 정의가 물리 법칙과 일치하는 유일한 정의라는 것을 보여 주었다. 이 연구는 또한 Poynting 정의가 물질에서 전자기파의 운동량을 정확하게 설명하지 않는다는 것을 발견했습니다.
물질의 전자기 운동량 밀도에 대한 논쟁의 해결은 전자기 분야에서 상당한 돌파구입니다. 전자기파가 물질과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 이해에 중요한 영향을 미치며 기술과 과학에서 전자기파의 새로운 적용으로 이어질 수 있습니다.
