偏转磁场

基于不同的理论,可以通过不同的方式引入偏转场,其中一种方式来自爱因斯坦广义相对论的修正。广义相对论的建立,无疑从牛顿的万有引力层面加深了科学界对引力的认识。这一理论不仅解释了水星近日点的进动,还预言了引力场中光的偏转和红移等现象,而且逻辑严谨,概念深刻,因此一度被广泛接受。但深入研究表明,广义相对论本身也存在一些问题和困难。在广义相对论中,它反映了引力的时空几何性质,但只考虑曲率的作用,不考虑挠率的作用;至于物质运动对引力的影响,只考虑了物质的能量,没有考虑物质的自旋。从物质的性质决定时空几何的角度来看,这是不够全面的。因此,探索引力现象的更深层本质引起了广大物理学家的兴趣,这项工作在国际上日益活跃。广义相对论所描述的时空几何是一种不灵活的黎曼几何,即要求连接是对称的(γ λ μ ν = γ λ ν μ)。在这种假设下,时空的几何性质完全由度规张量决定,或者说物质的运动完全由物质的能量动量张量决定。但为了考虑物质自旋的影响,需要引入一个新的几何量,这就是首先要注意的挠场张量。即放松对称联系的限制,引入挠率张量k λ μ ν = γ λ μ ν-γ λ ν μ。这种关于非对称连接的引力理论最早是由卡坦和爱因斯坦研究的,也就是所谓的爱因斯坦-卡坦(EC)理论,但当时并没有很大的进展。自20世纪70年代以来,以黑尔为首的学派在这一领域做了大量重要的工作。对这个理论更深入的研究是从规范不变性的角度,即把引力理论看成规范理论,把引力场看成规范场。这个观点最早是由Utiyama提出的。后来Sciama、Kibble等人考虑了物质场有自旋,引力场有挠率的情况,并对其进行了深入研究,从规范理论的角度得到了EC理论。在国内,许多科学家已经做了这方面的研究工作。这些理论在描述物体在时空中的动力学效应时,在爱因斯坦引力理论的基础上做了更深入的研究,提出了旋转物体的自旋角动量密度对应着一个时空偏转。

到目前为止,关于偏转领域的文章有10000多篇,前苏联学者的研究工作占了很大比重。文献中指出,虽然偏转场可以以不同的方式引入,但在最基本的层面上,它可以纳入对物理真空概念的新理解。本文指出,在不同的极化条件下,各种场(电磁场、引力场和挠率场)都可以作为物理真空的表现形式。他们认为物理真空是一种物理状态,而不是像p .狄拉克所说的正负电子对模型。他们把物理真空定义为没有真实粒子,而是电子和正电子的圆形波包在特殊状态下的表现。基于这种假设,认为正负电子对的真空对应于这种圆形波包的相互嵌入状态,称为“费尔顿”。如果带电粒子存在于真空中,作为一种扰动,当这种“费尔顿”物理真空被电荷极化时,就会以电场的形式出现;而如果这个扰动源是质量m,那么物理真空在质量的扰动下引起真空的自旋纵向极化,表现为引力场;如果这种扰动是由物体的自旋引起的,那么真空被横向极化,这表现为偏转场。对此,可以理解为,如果把一个带有电荷、质量和自旋的物体看作是对物理真空的扰动,就会产生分别对应于该物体电荷和质量的电磁场和引力场,而对应于该物体自旋的挠率场(或自旋场)。因此,不同的场可以看作是物理真空在不同扰动下不同极化方式的一种表现。根据理论和实验研究结果,俄罗斯物理学家总结了偏转场的一系列独特性质:

1.与电磁场不同,同性电荷相斥,同性电荷相吸,偏转场就像电荷合并,但同性电荷相斥;

2.因为挠率场是由经典自旋产生的,挠率场对物体的作用只会改变物体的自旋状态;

3.偏转场通过一般物理介质时不会被吸收或相互作用;

4.挠率场的传播速度不小于10 9倍光速,这与量子非局域性的表现有关;

5.因为任何物质都有非零的集体自旋,任何物质都有自己的偏转场;

6.扭转场具有记忆和滞后作用,即具有一定强度和频率的扭转场的场源使物体周围空间中的物理真空极化,因此在去掉场源后,空间的涡旋结构仍然存在,扭转场仍然可以存在;

7.扭转场具有轴向加速作用。

扭转场的出现与原子和电子的自旋取向有关,但选择性自旋空间取向也可能通过物体的机械旋转产生。在电解过程中,电极尖端效应引起的涡旋运动也会产生偏转场。根据天体观测,一些类星体具有涡旋结构,以及高度定向的高能宇宙线(>:10^20eV),其几何结构类似于陀螺。如果考虑类星体中心的高速旋转黑洞,可以认为其中心存在一个非常高能量的偏转场。最近,S. Whitehouse等人指出,螺旋星系的恒星运动可以用真空中的悬浮能量或暗能量来解释,而不是暗物质。

文献[2]还提到,通过对物理真空的涡旋扰动,从真空中提取能量是可能的。近20年来,许多学者指出从物理真空中提取零点能是可能的;虽然大多数人反对这种观点,但他们认为真空是能量最低的状态,不可能从中提取能量。但是考虑到上面给出的真空和各种场的模型,由于真空的电荷极化产生的电磁场具有非常高的能量密度(对应的电场为10 16V/cm),从新的角度来看,通过旋转物体和物理真空的相干作用产生所谓的扭转场能量是可能的。

从量子场论的角度来看,物理真空是一个具有强涨落的系统,其中蕴含着巨大的能量。根据量子场论对真空态的描述,J. Wheeler估计真空的能量密度高达1095g/cm3。如果真空涨落中的能量可以通过真空的自旋扰动释放出来,那么这种能量是巨大的,无限的。基于这一前提,近几十年来,摩尔、金、尼珀等人在这一领域做了大量的工作。一些实验已经显示了提取真空零点能的可能性,一些装置甚至已经申请了专利。