Постмаксвелловские эффекты нелинейной электродинамики вакуума и гравитации

• Автор: Соколов, Владимир Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛ ЕН И Е
Введение
Глава I. Нелинейная электродинамика вакуума, основные модели и их экспериментальный статус
§1. Основные модели нелинейной электродинамики вакуума
§2. Современный экспериментальный статус нелинейной
электродинамики вакуума
Глава II. Развитие формализма Ныомена-Пенроуза для интегрирования уравнений нелинейной электродинамики вакуума §3. Уравнения нелинейной электродинамики произвольного вида в
формализме Ныомена-Пенроуза
§4. Уравнения для поля электрического диполя электродинамики
Борна-Инфельда в формализме Ньюмена-Пенроуза
§5. Стационарное решение для распределенной системы зарядов в гравитационном поле силового центра в электродинамике
Борна-Инфельда
Глава III. Постмаксвелловские эффекты нелинейной электродинамики вакуума в астрофизических приложениях §6. Генерация кратных гармоник вращающимся пульсаром в параметризованной постмаксвелловской нелинейной
электродинамике
§7. Непертурбативное исследование движения фотона в поле
массивного заряженного силового центра
§8. Эффективная метрика для фотона в теории
Эйнштейна-Борна-Инфельда
§9. Метрика фонового пространства-времени заряженного силового центра

§10. Свойства изотропных геодезических в поле массивного заряженного силового центра в теории Эйнштейна-Борна-
Инфельда
§11. Распространение электромагнитных волн в поле быстро
вращающегося пульсара
Глава IV. Прецизионные измерения эффектов постмаксвелловской нелинейной электродинамики вакуума в лабораторных условиях §12. Исследование эффектов постмаксвелловской нелинейной электродинамики вакуума в лабораторных лазерных
прецизионных экспериментах
§13. Взаимодействие электромагнитных волн в постоянном однородном магнитном поле в эксперименте с кольцевым
лазером
Заключение
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Представления о нелинейной природе электромагнитного вакуума на протяжении длительного промежутка времени носили абстрактный характер и сама возможность проверки эффектов, вызванных нелинейностью природы электромагнитных взаимодействий, была достаточно условной. Развитие техники эксперимента позволило существенно расширить возможности получения сильных электромагнитных полей в лаборатории, а также значительно увеличить чувствительность измерительной аппаратуры, тем самым открыв возможности для исследования новых эффектов нелинейной электродинамики вакуума. Сам факт нелинейного взаимодействия электромагнитных волн в вакууме был экспериментально подтвержден в работе [1], но точный вид лагранжиана нелинейной электродинамики вакуума остается на сегодняшний день неизвестным, поэтому разработка новых экспериментов и теоретические исследования нелинейных свойств электромагнитного вакуума представляют одну из важнейших задач.
В настоящей диссертации рассматривается ряд эффектов нелинейной электродинамики вакуума, как с точки зрения проверки самосогласованное™ той или иной теории, так и с точки зрения выявления возможностей построения современных лабораторных и астрофизических экспериментов для проверки новых эффектов.
В первой главе диссертации приводятся современные модели нелинейной электродинамики вакуума, подробно описаны свойства этих теорий и основные эффекты, к которым они приводят. Обсуждается современный экспериментальный статус нелинейной электродинамики вакуума, рассматриваются астрофизические и лабораторные источники сильных электромагнитных полей и возможность регистрации эффектов нелинейной электродинамики вакуума в этих полях.
т0р(г)/е0, где то и ео - масса и заряд частиц. После подстановки этих условий в уравнение (2.23), получим
<3(г)
аГдГ

ШоС“
~2зГ’
(2.24)
(Г - Гв)
где введено обозначение г„ = асе, определяющее характерный параметр расстояния для нелинейной электродинамики Борна-Инфельда.
Выражение для полного заряда С{г) имеет особенности на четырех горизонтах
(1 + л/ТТ)2
2к{1 + л/1 + &)

(1-т)г + 2й(1;%/гтг)},
л/т
(1 + л/ГП)2
/1 + /с 2/с(1 + уТТЗЬ)
л/1 + /с

где использовано обозначение
1 гг
1256 + 27г2]

4ИЙ(
1 гп
1256 + 27г!
1/2 1 +

Построив зависимости г, гг, г3 и г4 от параметра гп/гд можно обнаружить, что корень гг становится мнимым при 0 < гп/гд < 1, кроме того гз и п лежат внутри Шварцильдова горизонта событий. Единственный вещественный корень, лежащий вне этого горизонта, это г. На рисунке Рис. 1 построена зависимость г/гд от характерного параметра гп/гд.
Согласно выражению (2.24) на горизонте г = г полный заряд СЦг) становится бесконечным. Чтобы избежать этой особенности, можно потребовать, чтобы заряд в пространстве был распределен, начиная с некоторого расстояния г < го от центра, а при г < п заряд отсутствовал.