İşıq uzun müddət su dalğalarında olduğu kimi dalğaların spesifik qarşılıqlı təsirlər altında yarandığı müdaxilə fenomenini nümayiş etdirən bir dalğa hesab olunurdu. İşıq həmçinin künclərin ətrafında əyilir və nəticədə difraksiya adlanan saçaq effektləri yaranır. İşığın enerjisi onun intensivliyi ilə bağlıdır və elektrik sahəsinin amplitudasının kvadratına mütənasibdir, lakin fotoelektrik effektdə buraxılan elektronların enerjisi şüalanma tezliyinə mütənasibdir.

Bu müşahidəni ilk dəfə fotoelektrik effekt üzərində ilkin iş aparan Philipp Lenard etdi. Bunu izah etmək üçün 1905-ci ildə Eynşteyn Annalen der Physik kitabında işığın fotonlar adlandırılan kvantlaşdırılmış enerji paketlərindən ibarət olduğunu irəli sürdü. O, işığın ikili təbiəti nəzəriyyəsinə gətirib çıxardı ki, buna görə işığın qarşılıqlı təsirindən asılı olaraq dalğa və ya hissəcik kimi davrana bilməsi, kvant mexanikasının yaranmasına yol açdı.

Eynşteynin fotonlar üzərindəki işi daha geniş qəbul edilsə də, nəticədə onun Fizika üzrə Nobel Mükafatına səbəb olsa da, Eynşteyn tam əmin deyildi. O, 1951-ci ildə yazdığı məktubda yazırdı: “50 illik şüurlu düşüncələr məni “İşıq kvantları nədir?” sualının cavabına yaxınlaşdırmadı.

İşığa yeni diqqət

Annals of Physics -də nəşr olunan bu yaxınlarda mən göstərdim ki, işığın kvantlaşdırılmış enerji paketləri və ya hissəciklər kimi şərh edilməsi maqnit axınının kvantlaşdırılması ilə əlaqəli daha incə bir hadisənin nəticəsidir.

İş göstərir ki, işıqdan enerjinin elektronlara birləşməsinin əsas aspekti Faradeyin elektromaqnit induksiyası qanunundan istifadə etməklə sadə şəkildə əldə edilə bilər , burada e yüklü elektronun enerjisi elektromaqnit şüalanmasının j zamanla dəyişən maqnit axını sahəsində edj/dt-dir. Daha sonra göstərdim ki, onun tezliyi və ya faza sahəsinin təmsili ejw, burada w şüalanmanın bucaq tezliyidir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741080159&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-einstein-quanta-lens-maxwell-equations.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl1dLDBd&dt=1741080158998&bpp=4&bdt=156&idt=4&shv=r20250303&mjsv=m202502260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741080102%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741080102%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741080102%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5964142913827&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2057&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31084128%2C31090664%2C31090735%2C95332586%2C95354315%2C95354324%2C95354338%2C31090357%2C95350015%2C95353078%2C95353782&oid=2&pvsid=3250696274770236&tmod=707822213&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=1&fsb=1&dtd=13

Albert Eynşteyn 1905-ci ildə ħ-ə bərabər olan işıq enerjisi kvantlarının inqilabi ideyasını təqdim etdi, burada ħ Plank sabitinin azaldılmasıdır. Kvant Hall effektində müşahidə olunan superkeçirici dövrələrdən ikiölçülü elektron qaza qədər maqnit axınının kvantlaşdırılmasına dair çoxlu eksperimental sübutlar mövcuddur.

Eynşteynin işıq kvantları və ya fotonları anlayışına bərabər olan enerji ejw ifadəsini əldə etmək üçün klassik elektromaqnetizm vasitəsilə bir yanaşma izlədim. Mən daha sonra iddia etdim ki, elektronun enerjisi diskret ola bilər və bu diskret enerji səviyyələrinin ölçülməsi işığın hissəciklərə bənzər təbiətinin görünüşünü verə bilər.

Kvant mexanikası bəzi xüsusi təxminlər altında klassik nəticələri izah edə və bərpa edə bilər. Bununla belə, kvant mexaniki nəticələrini ciddi şəkildə klassik fərziyyədən əldə etmək, onların çərçivələrindəki fundamental fərqlərə görə ümumiyyətlə mümkün deyil. Hiss edirəm ki, işim işığın təbiətini dərk etməkdə böyük bir boşluğu doldurur.

Mən diqqəti maqnit axınının kvantlaşdırılmış təbiətinə yönəltmişəm. Mən onu da göstərdim ki, fotonlar anlayışı klassik elektromaqnetizm çərçivəsində maqnit axınının kvantlaşdırılmasının təbii nəticəsi kimi meydana çıxır.

İş qismən ilk dəfə 2015-ci ildə Physical Review Letters jurnalında dərc edilmiş əvvəlki araşdırmadan əldə edilib , burada radiasiyanın elektromaqnit sahəsinin simmetriyasının pozulmasının nəticəsi olduğunu iddia etdik.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Tarixi boşluqlar və qarşıdakı yol

Maks Plank elektronlara inanmırdı və Lorentz və Tomsonun (Nobel mühazirəsi, 1922) işlərini nəzərə almadı, lakin Hertsin elektron osilator əsaslı təcrübələri haqqında bilirdi. O, 1901-ci ildə enerjisi ħw olan kvantlaşdırılmış atom osilatorları ideyasını irəli sürdü, Eynşteyn 1905-ci ildə Annalen Der Physik -də nəşr olunan evristikaya əsaslanan foton nəzəriyyəsində istifadə etdi .

Tanınmış elm tarixçisi Bruce Wheaton Historical Studies in Physics Sciences jurnalında yazır : “1890-cı illərdə alman düşüncəsi maddi şərhdən çox elektrik yükünün efir izahına böyük diqqət yetirirdi… Millikanın təcrübələri işıq kvantlarının qəbul edilməsinə səbəb olmadı. Bu dövrdə sadəcə olaraq izahat yox idi (11913) Fotoelektrik effektin sonunda işıq kvantı dözülməz bir vəziyyətə düşmüş vəziyyətdən xilas olmaq üçün istəksizcə qəbul edildi.

Məqalə enerji sahəsində tədqiqatlar üçün xüsusi əhəmiyyət kəsb edir, çünki indi başa düşürük ki, günəş batareyaları və elektromaqnit generatorları eyni fiziki qanunla işləyir. Məqalədə xüsusi diqqət Maksvell tənliklərinin quruluşunun yüklərin kvantlaşdırılmasına imkan verməsidir. Tomson elektronları kəşf edərkən elektrik axınının kvantlaşdığı sübut edildi. Maqnit axınının kvantlaşdırılması 1960-cı illərdə kəşf edildi, lakin onun tədqiqi həddindən artıq keçirici dövrələrlə məhdudlaşdı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741080162&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-einstein-quanta-lens-maxwell-equations.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl1dLDBd&dt=1741080159029&bpp=4&bdt=187&idt=4&shv=r20250303&mjsv=m202502260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741080102%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741080102%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741080102%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C750x188&nras=1&correlator=5964142913827&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=3720&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31084128%2C31090664%2C31090735%2C95332586%2C95354315%2C95354324%2C95354338%2C31090357%2C95350015%2C95353078%2C95353782&oid=2&pvsid=3250696274770236&tmod=707822213&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=5&uci=a!5&btvi=2&fsb=1&dtd=3706

Kvant mexanikası sahəsində təcrübəyə malik bir sıra aparıcı akademiklər kağızla bağlı rəy bildirmişlər.

Təl-Əviv Universitetinin əməkdar fizika professoru Lourens Horowitz deyir ki, “Bu məqalə həqiqətən də fotonlar və elektronlar nəzəriyyəsinə dəyərli töhfədir; Jauch və Rohrlich-in, xüsusən də nəzəriyyənin klassik aspektləri haqqında kitabına mühüm əlavədir”.

Bu yaxınlarda Viskonsin La Crosse Universitetinin Fizika Departamentindən təqaüdə çıxmış Stiven Verrall deyir: “Dr. Sinha kvant sistemlərinin modelləşdirilməsinə yeni yarımklassik yanaşma təqdim edir. Mən də düşünürəm ki, Dhiraj Sinhanın unikal yanaşması son nəticədə aşağı səviyyəli effektiv enerji sahəsi nəzəriyyələrinin davamlı inkişafına dəyərli fikirlər əlavə edə bilər.”

Böyük Britaniyanın Bristol Universitetindən olan aparıcı fizik müəllifə yazdığı şəxsi qeyddə belə şərh edib: “Siz kvant mexanikasından axın kvantlamasını əldə etməkdənsə, kvant mexanikasını əldə etmək üçün axının kvantlaşdırılmasından istifadə etmək istəyirsiniz. Yəqin ki, siz haqlısınız, çünki istənilən fiziki nəzəriyyə ilə nəyin fundamental və nəyin əldə edildiyini müəyyən etmək azadlığı var”.

O, daha sonra əlavə etdi: “Biz Eynşteyndən öyrəndik ki, Maksvell tənlikləri nisbilikdən 40 il əvvəl relativistik (yəni, Lorentsin çevrilməsi zamanı invariant) idi. İndi biz bilirik ki, onlar kvant mexanikasından 60 il əvvəl artıq kvant idi! Mən bunu heyrətamiz hesab edirəm.”

Bu hekayə Elm X Dialoqunun bir hissəsidir , burada tədqiqatçılar dərc olunmuş tədqiqat məqalələrinin nəticələrini bildirə bilərlər. Science X Dialoq və necə iştirak etmək barədə məlumat üçün bu səhifəyə daxil olun .

Daha çox məlumat: Dhiraj Sinha, Elektronların elektrodinamik həyəcanlanması, Fizika İlnamələri (2024). DOI: 10.1016/j.aop.2024.169893

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Dhiraj Sinha, Böyük Britaniyanın Kembric Universitetində elektrik mühəndisliyi üzrə doktorluq dərəcəsinə malikdir və tədqiqat karyerasının böyük hissəsini elektromaqnit şüalanması və əlaqəli simmetriyaların əsas aspekti üzərində işləməyə sərf etmişdir. İşin bir hissəsi hazırkı təyinatdan əvvəl doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı olduğu Massaçusets Texnologiya İnstitutunda aparılıb. O, 2019-cu ilin sonunda Massaçusets Texnologiya İnstitutunu tərk etdi və hazırda biznes liderləri, təhsil işçiləri və xeyriyyəçilərdən ibarət komandanın rəhbərlik etdiyi Hindistanda yeni yaradılmış texnologiya universiteti olan Plaksha Universitetində dərs deyir.