Published November 30, 2023
| Version v1
Publication
Open
Gauge waves generation and detection in Aharonov–Bohm electrodynamics
Creators
- 1. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
- 2. University of Buenos Aires
- 3. Free University of Bozen-Bolzano
Description
Abstract The extended Aharonov–Bohm electrodynamics has a simple formal structure and allows to couple the e.m. field also to currents which are not locally conserved, like those resulting from certain non-local effective quantum models of condensed matter. As it often happens in physics and mathematics when one tries to extend the validity of some equations or operations, new perspectives emerge in comparison to Maxwell theory, and some "exotic" phenomena are predicted. For the Aharonov–Bohm theory the main new feature is that the potentials $$A^\mu $$ A μ become univocally defined and can be measured with probes in which the "extra-current" $$I=\partial _\mu j^\mu $$ I = ∂ μ j μ is not zero at some points. As a consequence, it is possible in principle to detect pure gauge-waves with $${\textbf{E}}={\textbf{B}}=0$$ E = B = 0 , which would be regarded as non-physical in the Maxwell gauge-invariant theory with local current conservation. We discuss in detail the theoretical aspects of this phenomenon and propose an experimental realization of the detectors. A full treatment of wave propagation in anomalous media with extra-currents and of energy–momentum balance issues is also given.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تتمتع الديناميكا الكهربائية الموسعة Aharonov - Bohm ببنية شكلية بسيطة وتسمح بإقران المجال الكهرومغناطيسي أيضًا بالتيارات غير المحفوظة محليًا، مثل تلك الناتجة عن بعض النماذج الكمية الفعالة غير المحلية للمادة المكثفة. كما يحدث غالبًا في الفيزياء والرياضيات عندما يحاول المرء تمديد صلاحية بعض المعادلات أو العمليات، تظهر وجهات نظر جديدة مقارنة بنظرية ماكسويل، ويتم التنبؤ ببعض الظواهر "الغريبة". بالنسبة لنظرية أهارونوف- بوم، فإن الميزة الجديدة الرئيسية هي أن الإمكانات $$A ^\ mu $$ A μ تصبح محددة بشكل أحادي ويمكن قياسها باستخدام مجسات يكون فيها "التيار الإضافي" $$I =\partial _\mu j^\ mu $$ I = μ μ j μ ليس صفرًا في بعض النقاط. ونتيجة لذلك، من الممكن من حيث المبدأ اكتشاف موجات القياس النقية باستخدام ${\ textbf{E }}={\ textbf{B }}= 0 $$ E = B = 0 ، والتي يمكن اعتبارها غير مادية في نظرية مقياس ماكسويل غير المتغيرة مع الحفاظ على التيار المحلي. نناقش بالتفصيل الجوانب النظرية لهذه الظاهرة ونقترح تحقيقًا تجريبيًا للكواشف. كما يتم تقديم معالجة كاملة لانتشار الموجة في الوسائط الشاذة مع التيارات الزائدة وقضايا توازن الطاقة والزخم.Translated Description (French)
Résumé L'électrodynamique d'Aharonov–Bohm étendue a une structure formelle simple et permet de coupler également le champ électromagnétique à des courants qui ne sont pas conservés localement, comme ceux résultant de certains modèles quantiques effectifs non locaux de matière condensée. Comme cela arrive souvent en physique et en mathématiques lorsqu'on essaie d'étendre la validité de certaines équations ou opérations, de nouvelles perspectives émergent par rapport à la théorie de Maxwell, et certains phénomènes « exotiques » sont prédits. Pour la théorie d'Aharonov–Bohm, la principale nouveauté est que les potentiels $$A^\mu $$ A μ deviennent définis de manière univoque et peuvent être mesurés avec des sondes dans lesquelles le « extra-courant » $$I=\partial _\mu j^\mu $ I = ≃ μ j μ n'est pas nul à certains points. En conséquence, il est possible en principe de détecter des ondes de jauge pures avec $${\textbf{E}}={\textbf{B}}=0 $$ E = B = 0 , ce qui serait considéré comme non physique dans la théorie invariante de la jauge de Maxwell avec conservation du courant local. Nous discutons en détail les aspects théoriques de ce phénomène et proposons une réalisation expérimentale des détecteurs. Un traitement complet de la propagation des ondes dans des milieux anormaux avec des extra-courants et des problèmes d'équilibre énergie-moment est également donné.Translated Description (Spanish)
Resumen La electrodinámica extendida de Aharonov–Bohm tiene una estructura formal simple y permite acoplar el campo e.m. también a corrientes que no se conservan localmente, como las que resultan de ciertos modelos cuánticos efectivos no locales de materia condensada. Como sucede a menudo en la física y las matemáticas cuando se intenta ampliar la validez de algunas ecuaciones u operaciones, surgen nuevas perspectivas en comparación con la teoría de Maxwell, y se predicen algunos fenómenos "exóticos". Para la teoría de Aharonov–Bohm, la principal característica nueva es que los potenciales $$A^\mu $$ A μ se definen de forma unívoca y se pueden medir con sondas en las que la "extra-corriente" $$I=\ partial_\mu j^\mu $$ I = μ j μ no es cero en algunos puntos. Como consecuencia, en principio es posible detectar ondas de medida puras con $ ${\textbf {E}}= {\textbf{B}}=0 $$ E = B = 0 , lo que se consideraría no físico en la teoría de la invariante de medida de Maxwell con conservación de corriente local. Discutimos en detalle los aspectos teóricos de este fenómeno y proponemos una realización experimental de los detectores. También se da un tratamiento completo de la propagación de ondas en medios anómalos con extra-corrientes y de los problemas de equilibrio de energía-momento.Files
s10052-023-12274-4.pdf.pdf
Files
(385.3 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:5e483e4e5e055ca9f729755db3c983de
|
385.3 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- توليد واكتشاف موجات القياس في الديناميكا الكهربائية Aharonov - Bohm
- Translated title (French)
- Génération et détection d'ondes de jaugeage en électrodynamique d'Aharonov–Bohm
- Translated title (Spanish)
- Generación y detección de ondas de medida en electrodinámica Aharonov–Bohm
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4389193847
- DOI
- 10.1140/epjc/s10052-023-12274-4
References
- https://openalex.org/W1973352373
- https://openalex.org/W1999873841
- https://openalex.org/W2002391233
- https://openalex.org/W2020152356
- https://openalex.org/W2033013055
- https://openalex.org/W2045966178
- https://openalex.org/W2052664930
- https://openalex.org/W2068824512
- https://openalex.org/W2084058002
- https://openalex.org/W2088382739
- https://openalex.org/W2115684791
- https://openalex.org/W2126481784
- https://openalex.org/W2130876290
- https://openalex.org/W2134798373
- https://openalex.org/W2469958355
- https://openalex.org/W2471150771
- https://openalex.org/W2597433759
- https://openalex.org/W2618189854
- https://openalex.org/W2904913617
- https://openalex.org/W2921812313
- https://openalex.org/W2922272624
- https://openalex.org/W2944807288
- https://openalex.org/W2985849463
- https://openalex.org/W3043711914
- https://openalex.org/W3047338623
- https://openalex.org/W3097974955
- https://openalex.org/W3103884984
- https://openalex.org/W3104965227
- https://openalex.org/W3111576341
- https://openalex.org/W3121711201
- https://openalex.org/W3159046927
- https://openalex.org/W3179265789
- https://openalex.org/W3206089280
- https://openalex.org/W4285085831
- https://openalex.org/W4291017718
- https://openalex.org/W4377091973
- https://openalex.org/W4388392252