Ein kürzlich veröffentlichter Forschungsartikel, der von Cheyney Design and Development Ltd. unterstützt wurde, präsentiert eine revolutionäre Theorie über Licht. Dr. Dhiraj Sinha, Fakultätsmitglied an der Plaksha University, hat einen Artikel in Annals of Physics veröffentlicht, einer Fachzeitschrift von Elsevier, in dem er seine Entdeckung einer entscheidenden Verbindung zwischen den Ideen von Maxwell und Einstein über Licht offenlegt. Sie revolutioniert eine jahrhundertealte wissenschaftliche Theorie über die Natur des Lichts und schafft gleichzeitig eine wichtige Verbindung zwischen der klassischen und der Quantenphysik. Die Studie basiert auf einem früheren Artikel, der in Physical Review Letters veröffentlicht wurde und in dem Dr. Sinha zeigte, dass elektromagnetische Strahlung unter expliziter Symmetriebrechung des elektrodynamischen Feldes entsteht. Das von Cheyney finanzierte Forschungsprojekt präsentierte einen integrierten theoretischen Rahmen für die Entstehung von Strahlung, der von Radio- bis zu optischen Frequenzen reicht.
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Electrons ejected under photoexcitation from a metallic surface
Die Natur des Lichts ist nach wie vor eine der faszinierendsten wissenschaftlichen Herausforderungen. Newtons Vermutung, dass Licht aus Teilchen besteht, wurde durch die von Young und Fresnel entwickelte Wellentheorie des Lichts ersetzt, die 1865 durch Maxwells Postulat, dass Licht eine elektromagnetische Welle ist, zusätzliche Unterstützung fand. Sie wurde 1887 von Heinrich Hertz experimentell bestätigt, aber spätere Experimente zum photoelektrischen Effekt, bei dem Elektronen entstehen, wenn Licht auf eine Metallplatte fällt, warfen neue Fragen auf. Einsteins heuristische Argumentation, dass Licht aus Energiepaketen oder Lichtquanten besteht, konnte die Energieabhängigkeit der Elektronen von der Frequenz des Lichts im photoelektrischen Effekt erklären. Dies führte zu der revolutionären Erkenntnis, dass sich Licht im freien Raum wie eine Welle und bei Wechselwirkung mit Materie wie Teilchen verhält.
Derzeit geht die Wissenschaft davon aus, dass die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie nur durch das Konzept der Photonen erklärt werden kann, das keinen direkten theoretischen Bezug zu Maxwells elektromagnetischer Feldtheorie hat. In einem aktuellen Forschungsartikel hat Dr. Dhiraj Sinha seine Entdeckung vorgestellt, dass Photonen direkt aus Maxwells Feldern entstehen. Er hat die Maxwell-Faraday-Gleichung verwendet, um seine These zu untermauern, dass das zeitlich veränderliche Magnetfeld elektromagnetischer Strahlung ein elektrisches Potential erzeugt, das durch ds/dt definiert ist, wobei ds die differentielle Änderung des Magnetflusses s der Strahlung über eine differentielle Zeitänderung dt ist. Dr. Sinha argumentiert, dass ein Elektron mit der Ladung e durch das von Licht erzeugte elektrische Potential energetisiert wird, das als W=eds/dt ausgedrückt wird. Die Frequenzbereichs- oder Phasor-Darstellung der Energie eines Elektrons ist esw, wobei w die Winkelgeschwindigkeit des Lichts ist. Dr. Sinhas grundlegende Entdeckung steht im Zusammenhang mit der Korrelation von "esw" mit Einsteins Ausdruck für die Energie eines Photons hw, wobei die reduzierte Plancksche Konstante ist. Damit hat er gezeigt, dass das Faradaysche Gesetz der elektromagnetischen Induktion eine zentrale Rolle bei der Energetisierung von Elektronen durch den sich ändernden magnetischen Fluss des Strahlungsfeldes spielt. Diese theoretische Entdeckung von Dr. Sinha impliziert, dass Photonen unter der Annahme der Quantisierung des magnetischen Flusses direkt aus Maxwellschen Feldern erzeugt werden, was sowohl in supraleitenden Schleifen als auch in zweidimensionalen Elektronengassystemen beobachtet wurde. Somit lässt sich die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie mit Hilfe der Maxwellschen Felder erklären.
Die Idee wurde von einem Team renommierter Physiker aus vielen Universitäten nachdrücklich unterstützt. Jorge Hirsch, Professor für Physik an der University of California in San Diego, schrieb einen Unterstützungsbrief an die Mitglieder der Redaktion. Steven Verrall, ehemaliger Fakultätsangehöriger der University of Wisconsin-La Crosse, sagt: "Dr. Sinha liefert einen neuen semiklassischen Ansatz zur Modellierung von Quantensystemen. Sein einzigartiger Ansatz könnte letztlich wertvolle Erkenntnisse für die weitere Entwicklung semiklassischer effektiver Feldtheorien in der Niedrigenergiephysik liefern." Lawrence Horwitz, emeritierter Professor an der Universität Tel Aviv, merkt an: "Dieser Artikel ist in der Tat ein wertvoller Beitrag zur Theorie der Photonen und Elektronen." Richard Muller, Professor für Physik an der University of California Berkeley und leitender Wissenschaftler am Lawrence Berkeley National Laboratory, kommentierte: "Die Ideen sind faszinierend und befassen sich mit den grundlegendsten ungelösten Fragen der Quantenphysik, darunter die Teilchen-Wellen-Dualität und die Bedeutung von Messungen."
Dr. Sinhas Entdeckung liefert eine revolutionäre Struktur für die Integration der Prinzipien des klassischen Elektromagnetismus in moderne photonische Bauelemente. Sie kann einen transformativen Einfluss auf die Optik, Photonik und Elektronik haben. Sie impliziert, dass Geräte wie Solarzellen, Laser, Leuchtdioden und Radioantennen, die nach dem Prinzip der Maxwellschen Gleichungen arbeiten, auf derselben Plattform integriert werden können. Die Arbeit bietet einen neuartigen Rahmen für einen der radikalsten Wege zu ihrer nahtlosen Integration.
Dr. Richard Parmee, Gründer von Cheyney Design and Development, erklärte: "Cheyney ist stolz darauf, die bahnbrechende Arbeit von Dr. Sinha zu unterstützen, die das Potenzial hat, unser Verständnis von Licht und seinen Anwendungen zu verändern. Unsere Mission ist es, Innovationen in der Frühphase zu fördern, die die Grenzen des Wissens erweitern, und diese Forschung ist ein Beispiel für unsere Vision, wissenschaftliche Fortschritte mit großer Wirkung zu fördern."
Weitere Informationen
1. Sinha, D. Electrodynamic excitation of electrons. Annals of Physics, 473, 169893 (2025).
2. Sinha, D., Amaratunga, G. A. Electromagnetic radiation under explicit symmetry breaking. Physical Review Letters 114 147701 (2015).
Über Cheyney Design Development Ltd.
Cheyney Design Development Ltd mit Sitz in Litlington, Großbritannien, wurde von Dr. Richard Parmee gegründet und ist führend im Bereich innovativer Röntgeninspektionstechnologien. Dank seiner patentierten Spitzentechnologie und fortschrittlichen stochastischen Algorithmen ist das Unternehmen technischer Marktführer im Bereich der Röntgeninspektion. Cheyney hat es sich zur Aufgabe gemacht, innovative Ideen in der Wissenschaft und Technik zu unterstützen, die das Potenzial haben, die Welt zu verändern.
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