Puuttuva pala sähkömagneettista teoriaa

Tämä tutkimustulos on syyskuussa 2015 asetettu kyseenalaiseksi.

Cambridgen yliopistossa toiminut tutkijaryhmä on ratkaissut yhden sähkömagnetismin mysteereistä.

Tutkijat esittävät, että sähkömagneettiset aallot syntyvät paitsi elektronien kiihtyvyydestä, mutta myös symmetrian rikkoutumisen ilmiöstä.

Vaikka jo Maxwell aikoinaan esitti, että sähkömagneettinen säteily syntyy kiihdyttämällä elektroneja, se on ihmetyttänyt tutkijoita miksi dielektristä resonaattoria voidaan käyttää antennina? Miten eriste, jossa elektronit eivät liiku, voi tuottaa sähkömagneettisia aaltoja.

Tutkimustyössä havaittiin, että tietyllä taajuudella pietsosähköisten materiaalien ohutkalvot tulevat paitsi tehokkaiksi resonaattoreiksi myös tehokkaiksi säteilijöiksi, mikä tarkoittaa, että niitä voidaan käyttää antenneina.

Syy tähän ilmiöön löytyi sähkökentän symmetria rikkoutumisesta, liittyneenä elektronien kiihtyvyyteen. Eristemateriaaleista säteilevä sähkömagneettinen säteily johtuu niihin liitetyissä metallielektrodeissa kiihdytetyistä elektroneista, kuten Maxwell ennusti, liittyneenä nimenomaiseen sähkökentän symmetria rikkomukseen.

"Jos haluat käyttää näitä materiaaleja välittämään energiaa, sinun täytyy rikkoa symmetria sekä kiihdyttää elektroneja - tämä on puuttuva pala sähkömagneettisen teorian palapelistä", toteaa tutkimusta johtanut Gehan Amaratunga yliopistonsa tiedotteessa.

Tämä löytö auttanee kehittämään jopa mikrosiruille sopivia antenneja. Sen lisäksi se voisi auttaa tunnistamaan kohdat, joissa teoriat klassisesta sähkömagnetismista ja kvanttimekaniikasta ovat päällekkäisiä.