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Revista mexicana de física
Print version ISSN 0035-001X
Rev. mex. fis. vol.55 n.4 México Aug. 2009
Revisión
Momento electromagnético, efectos cuánticos y la masa del fotón
G. Spavieriª, J. Erazoª, A. Sánchezª y M. Rodriguezb
ª Centro de Física Fundamental, Facultad de Ciencias, Universidad de Los Andes, Mérida, 5101Venezuela.
b Departamento de Física, Facultad de Ciencia Y Tecnología (FACYT), Universidad de Carabobo, Naguanagua, 2001Venezuela.
Recibido el 6 de enero de 2008
Aceptado el 28 de mayo de 2009
Resumen
Se describe el rol del momento de los campos electromagnéticos (EM) Pe, en varias áreas de la física moderna, revisando los adelantos más recientes y sus relaciónes con Pe. El momento Pe representa la interacción EM en las ecuaciones para la propagación de ondas de luz y materia. Como una aplicación de las propiedades de propagación ondulatoria se considera un experimento óptico de primer orden, el cual prueba la velocidad de la luz en gases enrarecidos en movimiento. Además, Pe esta vinculado a la visión unitaria de los efectos cuánticos del tipo AharonovBohm (AB) y, para varios de estos efectos, se evalúa la expresión explícita de Pe. Finalmente, estos efectos proporcionan un enfoque cuántico para estimar el límite de la masa del fotón mph. Un nuevo efecto del tipo AB, junto con el efecto escalar AB, constituye la base para un experimento de laboratorio que proporciona el limite mph ~ 9.4 x 1052 g , un valor que mejora los resultados logrados con recientes enfoques clásicos y cuánticos.
Descriptores: Momento electromagnético; efecto AharonovBohm; modelo magnético de la luz; masa del fotón.
Abstract
We review the role of the momentum of the electromagnetic (EM) fields Pe in several areas of modern physics, revising the most recent achievements and its relationship with Pe. The moment Pe represents the EM interaction in equations for matter and light waves propagation. As an application of wave propagation properties, a first order optical experiment which tests the speed of light in moving rarefied gases is presented. Moreover, Pe is the link to the unitary vision of the quantum effects of the AharonovBohm (AB) type and, for several of these effects, the explicit expression of Pe is evaluated. Finally, these effects provide a quantum approach to evaluate the limit of the photon mass mph. A new effect of the AB type, together with the scalar AB effect, provides the basis for tabletop experiments which yield the limit mph ~ 9.4 x 1052 g, a value that improves the results achieved with recent classical and quantum approaches.
Keywords: Electromagnetic momentum; AharonovBohm effect; magnetic model of light; photon mass.
PACS: 03.30.+p; 03.65.Ta; 01.55.+b; 42.15.i
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Referencias
1. J.H. Hannay (Cambridge Univ. Hamilton Prize Essay, Unpubl., 1976). [ Links ]
2. R.J. Cook, H. Fearn y P.W. Milonni, Am. J. Phys. 63 (1995) 705. [ Links ]
3. G. Spavieri y G.T. Gillies, Chin. J. Phys. 45 (2007) 12. [ Links ]
4. G. Spavieri, J. Quintero, A. Sánchez, J. Ayazo y G.T. Gillies, Ether, Spacetime and Cosmology (Edited by M. C. Duffy y J. Levy, UK, Liverpool, PD Publications, 2008). [ Links ]
5. Y. Aharonov y D. Bohm, Phys. Rev. 115 (1959) 485. [ Links ]
6. Y. Aharonov y A. Casher, Phys. Rev. Lett. 53 (1984) 319. [ Links ]
7. G. Spavieri, Phys. Rev. Lett. 81 (1998) 1533. [ Links ]
8. G. Spavieri, Phys. Rev. A 59 (1999) 3194. [ Links ]
9. V.M. Tkachuk, Phys. Rev. A 62 (2000) 052112. [ Links ]
10. G. Spavieri, Phys. Rev. Lett. 82 (1999) 3932. [ Links ]
11. G. Spavieri, Phys. Lett. A 310 (2003) 13. [ Links ]
12. G. Spavieri y G.T. Gillies, Nuovo Cimento B 118 (2003) 205. [ Links ]
13. F. Selleri, Found. Phys. 26 (1996) 641. [ Links ]
14. F. Selleri, Found. Phys. Lett. 18 (2005) 325. [ Links ]
15. J.S. Bell, Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1988). [ Links ]
16. C. Leubner, K. Aufinger y P. Krumm, Eur. Phys. J. 13 (1992) 170. [ Links ]
17. R. de Abreu y V. Guerra, Relativity Einstein's Lost Frame (Lisboa: (Extramuros), 2005). [ Links ]
18. V. Guerra y R. de Abreu, Found. Phys. 36 (2006) 91826. [ Links ]
19. V. Guerra y R. de Abreu, Phys. Lett. A 361 (2007) 509. [ Links ]
20. R. de Abreu and V. Guerra, Eur. Phys. J. 29 (2008) 33. [ Links ]
21. M. Consoli y E. Costanzo, Phys. Lett. A 333 (2007) 355. [ Links ]
22. M. Consoli, A. Pagano y L. Pappalardo, Phys. Lett. A 318 (2003) 292. [ Links ]
23. M. Consoli, Phys. Rev. D 65 (2002) 105017. [ Links ]
24. M. Consoli, Phys. Lett. B 541 (2002) 307. [ Links ]
25. M. Consoli y E. Costanzo, Phys. Lett. A 361 (2007) 513. [ Links ]
26. R.T. Cahill y K. Kitto, Apeiron 10 (2003) 104. [ Links ]
27. R.T. Cahill, Apeiron 11 (2004) 53. [ Links ]
28. D.C. Miller,Rev. Mod. Phys. 5 (1933) 203. [ Links ]
29. A. Brillet y J.L. Hall, Phys. Rev. Lett. 42 (1999) 549. [ Links ]
30. H. Müller, S. Herrmann, C. Braxmaier, S. Schiller y A. Peters, Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 020401. [ Links ]
31. T.S. Jaseja, A. Javan, J. Murray y C.H. Townes, Phys. Rev. 133 (1964)A1221. [ Links ]
32. G. Spavieri, Eur. Phys. J. D 37 (2006) 327. [ Links ]
33. G. Spavieri y M. Rodriguez, Phys. Rev. A 75 (2007) 052113. [ Links ]
34. G. Spavieri, Eur. Phys. J. D 39 (2006) 157. [ Links ]
35. A.J. Fresnel, Ann. Chim. Phys. 9 (1818) 57. [ Links ]
36. H. Fizeau, C.R. Acad. Sci. (Paris) 33 (1851) 349. [ Links ]
37. T.H. Boyer, Phys. Rev. D 8 (1973) 1667. [ Links ]
38. X. Zhu y W.C. Henneberger, J. Phys. A 23 (1990) 3983. [ Links ]
39. W.K.H. Panofsky y M. Phillips, Classical Electricity and Magnetism (AddisonWesley, 1962). [ Links ]
40. M. Duffy, in Int. Conf. Physical Interpretation of Relativity Theory (2006), private Comm. [ Links ]
41. F. R. Tangherlini, Supp. Nuovo Cimento 20 (1961) 1. [ Links ]
42. T. Sjodin, Nuovo Cimento B 51 (1979) 299. [ Links ]
43. T. Sjodin y M.F. Podlaha, Lett. Nuovo Cimento 31 (1982) 433. [ Links ]
44. R. Mansouri y R.V. Sexl, Gen. Rel. Grav. 8 (1977) 487. [ Links ]
45. G. Spavieri, V. Guerra, R. De Abreu y G.T. Gillies, Eur. Phys. J. D 47 (2008) 457. [ Links ]
46. G.E. Volovik, JETP Lett. 73 (2001) 162. [ Links ]
47. E. Mascart y J. Jamin, Ann. Ec. Norm. 3 (1874) 336. [ Links ]
48. Y. Aharonov, P. Pearle y L. Vaidman, Phys. Rev. A 37 (1988) 4052. [ Links ]
49. M.V. Berry, Proc. R. Soc. Lond A 392 (1984) 45. [ Links ]
50. M.V. Berry, R.G. Chambers, M.D. Large, C. Upstill y J.C. Walmsley, Eur. J. Phys. 1 (1980) 154. [ Links ]
51. P. Roux, J. de Rosny, M. Tanter y M. Fink, Phys. Rev. Lett. 79(1997) 3170. [ Links ]
52. A.S. Goldhaber y M.M. Nieto, Rev. Mod. Phys. 43 (1971) 277. [ Links ]
53. G. Spavieri, G.T. Gillies y M. Rodriguez, Metrologia 41 (2004) S159. [ Links ]
54. E.R. Williams, J.E. Faller y H.A. Hill, Phys. Rev. Lett. 26 (1971) 721. [ Links ]
55. R.E. Crandall, Am. J. Phys. 51 (1983) 698. [ Links ]
56. J. Luo, L.C. Tu, Z.K. Hu y E.J. Luan, Phys. Rev. Lett. 90 (2003)081801. [ Links ]
57. R. Lakes, Phys. Rev. Lett. 80 (1998) 1826. [ Links ]
58. E. Schrodinger, Proc. Ir. Acad. A 49 (1943) 135. [ Links ]
59. A.S. Goldhaber y M.M. Nieto, Phys. Rev. Lett. 21 (1968) 567. [ Links ]
60. E. Fischbach, H. Kloor, R.A. Langel, A.T.Y. Lui y M. Peredo, Phys. Rev. Lett. 73 (1994) 514. [ Links ]
61. L. Davis, A.S. Goldhaber y M.M. Nieto, Phys. Rev. Lett. 35 (1975) 1402. [ Links ]
62. D.D. Ryutov, Plasma Physics and Controlled Fusion 49 (2007) B429. [ Links ]
63. L.C. Tu, J. Luo y G. T. Gillies, Rep. Prog. Phys. 68 (2005) 77. [ Links ]
64. C. Amsler et al., Phys. Lett. B 667 (2008) 1. [ Links ]
65. D.G. Boulware y S. Deser, Phys. Rev. Lett. 63 (1989) 2319. [ Links ]
66. K. Sangster, E.A. Hinds, S.M.Barnett y E.Riis, Phys.Rev.Lett. 71 (1993) 3641. [ Links ]
67. K. Sangster, E.A. Hinds, S.M. Barnett, E. Riis y A.G. Sinclair, Phys. Rev. A 51 (1995) 1776. [ Links ]
68. R.C. Casella, Phys. Rev. Lett. 65 (1990) 2217. [ Links ]
69. J.P. Dowling, C.P. Williams y J.D. Franson, Phys. Rev. Lett. 83 (1999) 2486. [ Links ]
70. C. Fuchs, Phys. Rev. D 42 (1990) 2940. [ Links ]
71. A. Cimmino etal., Phys. Rev. Lett. 63 (1989) 380. [ Links ]
72. B. Neyenhuis, D. Christensen y D.S. Durfee, Phys. Rev. Lett. 99 (2007) 200401. [ Links ]
73. Z.T. Lu et al., Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 3331. [ Links ]