En física, el Lagrangiano de Euler-Heisenberg describe la dinámica no lineal de los campos electromagnéticos en el vacío . Fue obtenido por primera vez por Werner Heisenberg y Hans Heinrich Euler [1] en 1936. Al tratar el vacío como un medio, predice las tasas de los procesos de interacción de la luz de la electrodinámica cuántica (QED) . [ aclaración necesaria ]
Física
Tiene en cuenta la polarización del vacío en un bucle y es válido para campos electromagnéticos que cambian lentamente en comparación con la masa de electrones inversa:
Aquí m es la masa del electrón, e la carga del electrón, , y .
En el límite de campo débil, esto se convierte en:
Describe la dispersión fotón-fotón en QED; Robert Karplus y Maurice Neuman calcularon la amplitud total, [2] que es muy pequeña y no se ha visto.
Experimentos
La dispersión de rayos gamma de Delbrück fue observada en 1953 por Robert Wilson. [3] La división de fotones en campos magnéticos fuertes se midió en 2002. [4]
PVLAS está buscando polarización al vacío de rayos láser que cruzan campos magnéticos para detectar efectos de la materia oscura de los axiones . No se ha encontrado ninguna señal y las búsquedas continúan. OSQAR en el CERN también está estudiando la birrefringencia al vacío .
Un equipo de astrónomos de Italia, Polonia y el Reino Unido informó en 2016 [5] observaciones de la luz emitida por una estrella de neutrones ( pulsar RX J1856.5−3754). La estrella está rodeada por un campo magnético muy fuerte (10 13 G), y uno espera birrefringencia de la polarización del vacío descrita por el Lagrangiano de Euler-Heisenberg. Se midió un grado de polarización de aproximadamente el 16% y se afirmó que era "lo suficientemente grande para soportar la presencia de birrefringencia de vacío, como predijo QED". Fan y col. señaló que sus resultados son inciertos debido a la baja precisión del modelo de estrella y la dirección del eje de magnetización de neutrones. [6]
En 2019, Atlas descubrió literalmente la dispersión fotón-fotón. [7]
Referencias
- ^ Heisenberg, W .; Euler, H. (1936). "Folgerungen aus der Diracschen Theorie des Positrons". Zeitschrift für Physik (en alemán). Springer Science and Business Media LLC. 98 (11-12): 714-732. Código Bibliográfico : 1936ZPhy ... 98..714H . doi : 10.1007 / bf01343663 . ISSN 1434-6001 .
- ^ Karplus, Robert; Neuman, Maurice (15 de agosto de 1951). "La dispersión de la luz por la luz". Revisión física . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 83 (4): 776–784. Código Bibliográfico : 1951PhRv ... 83..776K . doi : 10.1103 / physrev.83.776 . ISSN 0031-899X .
- ^ Akhmadaliev, Sh. Z h.; Kezerashvili, G. Ya .; Klimenko, SG; Malyshev, VM; Maslennikov, AL; et al. (1 de noviembre de 1998). "Dispersión de Delbrück a energías de 140–450 MeV". Physical Review C . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 58 (5): 2844–2850. arXiv : hep-ex / 9806037 . Código Bibliográfico : 1998PhRvC..58.2844A . doi : 10.1103 / physrevc.58.2844 . ISSN 0556-2813 .
- ^ Akhmadaliev, Sh. Z h.; Kezerashvili, G. Ya .; Klimenko, SG; Lee, RN; Malyshev, VM; et al. (19 de julio de 2002). "Investigación experimental de la división de fotones de alta energía en campos atómicos". Cartas de revisión física . 89 (6): 061802. arXiv : hep-ex / 0111084 . Código Bibliográfico : 2002PhRvL..89f1802A . doi : 10.1103 / physrevlett.89.061802 . ISSN 0031-9007 . PMID 12190576 .
- ^ Mignani, RP; Testa, V .; González Caniulef, D .; Taverna, R .; Turolla, R .; Zane, S .; Wu, K. (2 de noviembre de 2016). "Evidencia de birrefringencia al vacío de la primera medición de polarimetría óptica de la estrella de neutrones aislada RX J1856.5-3754". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . Prensa de la Universidad de Oxford (OUP). 465 (1): 492–500. arXiv : 1610.08323 . doi : 10.1093 / mnras / stw2798 . ISSN 0035-8711 .
- ^ Fan, Xing; Kamioka, Shusei; Inada, Toshiaki; Yamazaki, Takayuki; Namba, Toshio; et al. (2017). "El experimento OVAL: un nuevo experimento para medir la birrefringencia magnética de vacío utilizando imanes pulsados de alta repetición". El European Physical Diario D . Springer Nature. 71 (11): 308. arXiv : 1705.00495 . Código Bibliográfico : 2017EPJD ... 71..308F . doi : 10.1140 / epjd / e2017-80290-7 . ISSN 1434-6060 .
- ^ "ATLAS observa la dispersión de la luz de la luz" . 2019-03-17.