Evidencia de que ϵ0ϵ0\epsilon_{0} y μ0μ0\mu_{0} son invariantes entre diferentes marcos inerciales

Son ϵ 0 (permitividad) y m 0 (permeabilidad) invariante entre diferentes marcos inerciales? En caso afirmativo, ¿qué pruebas contundentes respaldan eso? Si no, ¿por qué C (velocidad de la luz) sea invariante entre diferentes marcos de inercia y ¿cuál es la necesidad de la transformación de Lorentz?

Respuestas (2)

Para agregar a la respuesta de CR Drost : dado el hecho experimental de la invariancia de las ecuaciones de Maxwell, la invariancia de m 0 surge por definición; define nuestra unidad de corriente. Una forma intuitiva y covariante de las ecuaciones de Maxwell es:

A α = m 0 j α

dónde A α es el (contravariante) cuatro potencial y j α los cuatro actuales.

Puedes ver m 0 define la relación entre nuestras unidades de corriente y las unidades de potencial/campo EM diciéndonos cuánto campo obtenemos para cuánta corriente. Definimos nuestras unidades de modo que el amperio es la corriente que, si estuviera presente en dos conductores rectos paralelos de longitud infinita, de sección transversal circular despreciable y separados 1 metro en el vacío, daría lugar a una fuerza entre estos conductores de 2 × 10 7 norte por metro de longitud de conductor. Esta definición del amperio corrige m 0 a su valor SI de 4 π × 10 7 H metro 1 . Implícito en esta definición es que esta escala se define en un marco en reposo en relación con los conductores. Dado el hecho empírico de la covarianza de las ecuaciones de Maxwell, somos libres de elegir un marco que sea conveniente para la medición, tal como definimos la masa invariante de una partícula a través de su energía total en un marco en reposo con respecto a la partícula.

La invariancia de ϵ 0 entonces, por supuesto, se sigue de la de C y el de m 0 .

Más generalmente es β F β α = m 0 j α , pero en un espacio-tiempo plano que se reduce a su ecuación dada siempre que trabajemos en el calibre α A α = 0 .
@JG Absolutamente cierto: la pregunta era sobre marcos inerciales y simplemente quería una forma que evocara más una relación de solución implícita de corriente "unidireccional" (en el sentido de RHS + condiciones de contorno que definen completamente el LHS). Uno obtiene estrictamente eso con la forma más general, pero la forma citada es un poco más obvia en mi opinión.

La constante magnética está fijada por nuestra elección de unidades SI como 4 π 10 7 norte / A 2 .

La constante eléctrica puede variar si C varía y la evidencia sólida que sugiere que no es precisamente la evidencia sólida que sugiere un C .