Magnetska interakcija je dio �ire klase me�udjelovanja, tzv. elektromagnetske interakcije. A posljedica elektromagnetske
interakcije jest i postojanje elektromagnetskih valova, tj. fotona. To zna�i da se magnetska interakcija mo�e
shvatiti kao 'oda�iljanje i primanje' fotona, pa se prema tome magnetska interakcija �iri brzinom kojom se gibaju
fotoni. A za njih znamo da se gibaju brzinom svjetlosti.
Naravno, odgovor na pitanje za�to je priroda izabrala da se elektromagnetska interakcija tj. fotoni gibaju
brzinom svjetlosti ... na to nemam odgovora.
Odgovorio:
mr.sc.M.Basleti�, PMF
Za one sa malo vi�e predznanja, dajemo to�nije obja�njenje razloga
zbog kojih se elektromagnetska (EM) interakcija �iri
brzinom svjetlosti.
To se, naime, mo�e izvesti iz dva
zahtjeva (oba zahtjeva moraju biti ispunjena da bi
se EM interakcija �irila brzinom svjetlosti):
- Jednad�be koje opisuju EM polje
moraju biti u skladu s Einsteinovom teorijom relativnosti.
- EM polje mora biti bezmaseno, tj. foton ne smije imati
masu.
Zanimljivo pitanje je za�to je EM polje bezmaseno? Postoji jedno
apstraktno teorijsko obja�njenje bezmasenosti
EM polja: kada bi ono bilo masivno,
tada bi jednad�be koje opisuju EM polje
(tzv. Maxwellove jednad�be) bile ne�to kompliciranije,
te bi time izgubile jedno va�no svojstvo - tzv. ba�darnu simetriju.
Na�alost, ovdje ne mo�emo ulaziti u detaljno
matemati�ko obja�njenje pojma ba�darne simetrije.
Spomenimo samo da je jedna od posljedica ba�darne simetrije
�injenica da potencijal elektri�nog polja uvijek mo�emo
redefinirati tako da mu dodamo ili oduzmemo proizvoljnu
konstantu. Drugim rje�ima, potencijalna energija naboja u
elektri�nom polju nije dobro definirana veli�ina. Jedino
mo�emo odrediti razliku potencijalnih energija dvaju razli�itih
polo�aja naboja u elektri�nom polju, tj. promjenu
potencijalne energije pri pomaku s jednog polo�aja na drugi.
Samu potencijalnu energiju na danom polo�aju ne mo�emo odrediti.
Ba�darna simetrija ima posebno va�nu ulogu u tzv. kvantnoj
teoriji polja, koja opisuje sve poznate interakcije me�u
elementarnim �esticama. Kada ne bi bilo ba�darne simetrije,
kvantna teorija polja ne bi bila
konzistentna sama sa sobom jer bi sadr�avala beskona�nosti
koje se ne mogu ukloniti tzv. postupkom renormalizacije.
Za teorije polja koje posjeduju ba�darnu simetriju poznato je
da se sve beskona�nosti mogu ukloniti postupkom renormalizacije.
Dakle, kao zaklju�ak mo�emo re�i da se EM interakcija mora �iriti
brzinom svjetlosti jer ina�e kvantni opis te interakcije
ne bi bio konzistentan.
Odgovorio:
dr.sc.Hrvoje Nikoli�, IRB