Kürzlich wurde ich von mehreren Nicht-Physiker-Freunden unabhängig voneinander nach einem Experiment gefragt, bei dem zwei kollineare Laserstrahlen entlang einer bestimmten Länge destruktiv interferieren. Jeder möchte wissen, "wohin geht die Energie?"
Die Beantwortung dieser Frage ist nicht das Problem, aber ich wäre überzeugender, wenn ich wüsste, von welchem Experiment sie sprachen! Keiner von ihnen kann sich erinnern, wo sie es gelesen haben, aber es scheint irgendwann im letzten Jahr die Runde auf populärwissenschaftlichen Websites gemacht zu haben. Ich bin besonders überrascht, dass dies jetzt veröffentlicht wurde , da ähnliche Experimente seit Jahrzehnten durchgeführt wurden, also vermute ich, dass es eine andere Wendung bei dem Experiment geben muss, die sich nicht in den Erinnerungen meiner Freunde registriert hat.
Kann mir jemand eine veröffentlichte Arbeit oder einen populärwissenschaftlichen Artikel nennen?
Wenn wir die gleiche populäre Presse im Sinn haben, ist der offizielle Name dieses Geräts – informell bekannt als Anti-Laser – ein „kohärenter perfekter Absorber“. Sehen
Es wurde Anfang 2010 von A. Douglas Stone und Mitarbeitern vorgeschlagen:
http://arxiv.org/abs/1003.4968
http://www.pqeconference.com/pqe2011/abstractd/170.pdf
Es wurde bereits Ende 2010 beobachtet, siehe zB
http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=FiO-2010-PDPC11
Der Anti-Laser ist nur eine Zeitumkehr eines Lasers, also gibt es jedes Problem mit der Energieeinsparung, das Sie sehen könnten, für beide Geräte. Offensichtlich gibt es kein Problem – die Energie des Lichts wird von den atomaren Anregungsenergien in der Kavität genommen oder an diese deponiert.
Es gibt nur ungefähr 10 Artikel zu diesem Thema
http://scholar.google.com/scholar?q=%22kohärent+perfekt+absorber%22
Man sollte also nicht den Hype einiger populärer Medien glauben, dass es eines der heißesten Dinge in der Physik ist.
Wenn es bei Ihrer Frage nicht um Anti-Laser, sondern um gewöhnliche Interferenz zwischen zwei Laserstrahlen ginge, würde ich es ohne Kommentar belassen. Natürlich, dass die Energie am Ende erhalten bleibt. In einem großen Bereich kann es zu destruktiver Interferenz kommen, die jedoch immer durch konstruktive Interferenz in anderen Bereichen kompensiert wird - zB an der Grenze der Strahlen. Es kann gezeigt werden, dass die Maxwell-Gleichungen Energieerhaltung implizieren, sodass die Gesamtenergie niemals verloren gehen kann.
Die elektromagnetische Wellenenergie ist ein integraler Begriff. Die Energieraumdichte kann von einem bestimmten Ort abhängen, ist aber nicht die Gesamtenergie. Wie Lubosh sagt, bleibt gemäß den Maxwell-Gleichungen die Gesamtenergie in Abwesenheit von Ladungen erhalten. Wenn es nicht konserviert ist, wird das Feld nicht von den Maxwell-Gleichungen bestimmt.
BEARBEITEN hinzufügen
Die Papiere sind korrekt in Lubos Antwort gepostet und wenn dies alles ist, was Sie brauchen, können Sie diese Antwort überspringen
BEARBEITEN hinzufügen Ende
Wenn sich zwei kohärente Lichtstrahlen in perfekter Gegenphase ausbreiten, sind die Poynting-Vektoren gleich groß und direkt entgegengesetzt. Das Gesamtfeld ist überall dort null, wo diese Bedingungen zutreffen und die Energie null ist. Dies entspricht den Maxwell-Gleichungen und dem Superpositionsprinzip . Das Problem, dass Energie + Energie = 0, ergibt sich aus dem Superpositionsprinzip.
Ich denke, dass die Nonradiation_condition das gleiche Überlagerungsprinzip verwendet, um die Energie in einer Region außerhalb einer endlichen aufzuheben. Paul Ehrenfest, Gödeck, Haus und Douglas Pinnow. Und geht so (aus demselben WP-Link):
"Eine Verteilung beschleunigter Ladungen strahlt genau dann, wenn sie Fourier-Komponenten hat, die mit Wellen synchron sind, die sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen."
Ich vermute, dass die Ladung keinen Sensor hat, um zu sehen, ob die Strahlungsbedingungen erfüllt oder nicht erfüllt sind. Die Ladung strahlt immer ein elektrostatisches Feld aus und aufgrund der Relativität der Bewegung kann das Strahlungsmuster konstruktiv sein oder nicht. Wenn es destruktiv ist (wie im Sinne der Nichtstrahlungsbedingung), messen und erhalten wir 0 Energie außerhalb des Bereichs, aber die Teilchen strahlen Energie immer mit der gleichen Rate ab.
Die Bewegung des Teilchens induziert die Wellen im abgestrahlten elektrostatischen Feld.
Und wenn es abbricht: Energie ist nicht da. 'Abbrechen', 'Verschwinden', 'Zerstört'.
Diese Nichtstrahlungsbedingung und auch das Anti-Laser-Experiment funktionieren auf die gleiche Weise im Vakuum, wo es keine Absorber, keine Wärme, keine Partikel, ...
Ich behaupte klar, dass die einzige Strahlung jeglicher Ladung nur von ihrem kontinuierlichen elektrostatischen Feld herrührt.
Es ist ein magisches Denken, wenn wir sagen, dass das Teilchen strahlt, wenn es in Bewegung ist, oder dass andere Teilchen in der Nähe in Bewegung sind. Körperlich zu sein Es kann einfach nicht so sein.
Erkunden Sie visuell diese Radiation2D.exe und ihre Formulierung „NEUE MATHEMATISCHE METHODE FÜR DAS STRAHLUNGSFELD DER BEWEGUNG VON CHARGE“ von T. Shintake.
Um zu sehen, wie wir das Strahlungsproblem gerne verkomplizieren, siehe: „The simplest, and the full derivation of Magnetism as a Relativistic side efect of ElectroStatics“ von Hans de Vries;
(Ich habe dieses Problem PSE-hier untersucht , aber hier habe ich das Argument der Nichtstrahlungsbedingung hinzugefügt.)
EDIT add: Zeitumkehr und Informationsverlust
Das Experiment ist nicht zeitsimetrisch, da nach dem Abbruch alle Informationen, die in beiden Strahlen gleichermaßen kodiert werden könnten, definitiv verloren gehen.
Anzeigenende BEARBEITEN
Helder Vélez