¿Las cargas aceleradas irradian o no? [duplicar]

Esta es la respuesta de un experimentador y sí, las partículas cargadas aceleradas, ya sea en órbitas circulares estables o en aceleración lineal, irradian.

Clásicamente, cualquier partícula cargada que se mueva en una trayectoria curva o sea acelerada en una trayectoria rectilínea emitirá radiación electromagnética. Se dan varios nombres a esta radiación en diferentes contextos. Por ejemplo, cuando se produce el impacto de un electrón con un objetivo de metal sólido en un tubo de rayos X, se denomina radiación "brehmsstrahlung".

Así que es un hecho experimental bien conocido por los físicos de partículas.

Existen cálculos electromagnéticos clásicos de esta radiación, como se ve en el enlace provisto. El hecho de que los electrones no cayeran en los nucleones por la pérdida de radiación fue lo que impulsó el modelo cuantizado de Bohr y condujo al descubrimiento de la mecánica cuántica.

La controversia parece estar en la introducción de conceptos de relatividad especial para el movimiento de la carga y el observador, que realmente no puedo seguir. Encontré esta revisión aunque con referencias en ella.

Editar después de los comentarios:

Me gustaría agregar a este "principio de equivalencia" mirarse el ombligo que también existe algo llamado conservación de energía en un sistema. Si una partícula está radiando y no se está disolviendo como el cometa ISON recientemente, la energía en un sistema debe provenir de alguna parte. Una partícula elemental está intacta a través de todas las transformaciones de la relatividad especial, por lo que la energía debe ser suministrada por los potenciales percibidos por el observador en cualquier sistema en el que se encuentre, como se ve en esta respuesta a una pregunta similar.

En el caso de una carga en reposo (sistema comóvil de observador y carga) no hay potenciales para suministrar la energía. Abordando la situación diferencialmente con la aceleración yendo a cero, la longitud de onda radiada adquiere una longitud de onda cada vez más larga, la energía tomada de la aceleración del observador, y al llegar al reposo se convierten en el campo eléctrico estático.

Ahora es bien sabido que al llegar a límites para el electromagnetismo y aparentes paradojas, estas se resuelven acudiendo al marco de la mecánica cuántica. Sospecho que hasta que obtengamos una teoría cuantificada unificada para la relatividad general y las otras tres fuerzas, el tema permanecerá en este nivel de discrepancia/explicación en lo que respecta al principio de equivalencia.

Una carga que cae en un campo gravitatorio uniforme irradiará, a pesar de que el principio de equivalencia sugiere que no lo hará. Esto se debe a que las condiciones de contorno de los campos (comportamiento asintótico para grandes distancias) en el caso de un campo gravitacional uniforme son diferentes del caso de una carga que flota libremente.

¿Las cargas aceleradas irradian o no?

Eso depende. Una partícula cargada que cae no irradia. Tampoco lo hace una partícula cargada que se acelera debido a un campo eléctrico estático. La radiación de ciclotrón y la radiación de sincrotrón están asociadas con la aceleración debida a un campo magnético.

Estas preguntas se han hecho en toda la red (incluidas aquí) pero no puedo encontrar una respuesta o discusión satisfactoria. Algunos dicen que no irradia si la aceleración es causada por un campo de gravedad uniforme.

Una carga que cae no irradia. No importa si el campo gravitatorio es uniforme. La partícula está en caída libre y el principio de equivalencia dice que pararse en el suelo es como acelerar en el espacio. Pero tenga en cuenta que una partícula cargada que se encuentra en el suelo tampoco irradia. Solo irradia cuando deja de caer porque golpea el suelo. Compare esto con lo que le sucede al electrón cuando es atraído por el protón para formar un átomo de hidrógeno.

Algunos incluso dicen que se irradia en aceleradores lineales debido a nuestra tecnología imperfecta.

¿Me puede dar una referencia para eso? Vea esto : "Si bien es posible acelerar partículas cargadas usando campos electrostáticos, como en un multiplicador de voltaje Cockcroft-Walton, este método tiene límites dados por la ruptura eléctrica a altos voltajes. Además, debido a que los campos electrostáticos son conservadores, los límites máximos de voltaje la energía cinética que es aplicable a las partículas. Para sortear este problema, los aceleradores de partículas lineales operan usando campos variables en el tiempo..."

Todo esto viene de universitarios miembros (al menos ellos dicen serlo). Mi cabeza da vueltas. Siempre pensé (de CED) que cualquier tipo de aceleración hace que la carga irradie y pierda energía.

No de cualquier tipo, y no de aceleración gravitacional de caída. Eso convierte la energía potencial, que es energía de masa, que es energía cinética interna, en energía cinética externa. No lo irradia mientras la partícula está cayendo. De manera similar, caerse no lastima a un hombre. Es el cese repentino de la caída lo que hace que sus dientes irradien por el pavimento.

no es que diga que este es el caso, pero el principio de equivalencia de la relatividad nunca pasó por mi mente mientras pensaba en este rompecabezas. Hoy lo hizo.

No debería ser un rompecabezas. En mi humilde opinión, es solo un rompecabezas porque alguien ha simplificado demasiado algunas enseñanzas. O tal vez confundió dos campos diferentes de la física.

¿Puede alguien aquí dar algunas referencias buenas y frescas (¡no ArXiV, por favor!) O, alternativamente, tratar de explicar mejor que lo que otros han hecho?

No estoy seguro de poder hacerlo. Echa un vistazo a esto . Y quién te dice que las partículas cargadas que caen irradian. ellos no Si lo hicieran, la relatividad general de Einstein estaría mal, y no lo está. En cambio, es una de las teorías mejor probadas que tenemos. Ver La confrontación entre la relatividad general y el experimento de Clifford M Will.