光磁気効果と非線形電磁気学(non-Abelian Electromagnetics)

非線形電磁気を含む拡張された一般相対性理論

一般共変な統一場波動方程式

03.10.22(04.8.01更新

説明文の後に参考文献(ダウンロード可能)があります。7/30更新

非線形電磁気学の展開は米国エネルギー省(DOE)がサポートしていました

http://www.ott.doe.gov/electromagnetic

このサイトは2003.12.30に削除されました。内容は右のPDFファイルのとおりでした。_ダウンロード

 

関連サイト: http://www.geocities.co.jp/Technopolis/6483/


SOME NEAR-FUTURE PROJECTS

(Myron W Evansのホームページ http://www.aias.us/ より)

 

7-25-2004

 

The main near-future projects I have in mind are:

 

1) The Pinter Hypothesis (triple alpha stage);

2) Neutrino oscillations;

3) Aspect experiment explanation in causal general relativity and Evans field theory;

4) Generally covariant theory (gct) of chemical reactions and catalysis;

5) Gct of the nuclear binding force (the so called "strong field").

6) Gct of the fundamental constants.

 

The overall plan is the obvious one : pinpoint the key areas and ideas of physics and apply the Evans equations to each area. The subject is obviously too big for one individual to do anything other than this, but the power of the new equations is pretty obvious to any honest scholar. Literally all one has to do is to put the equations into a desktop using one of the powerful contemporary packages available (NAG, MOTECC, Maple, Mathemtaica, etc.).

 

Example : Triple Alpha Reaction.

 

This is a transmutation process. Firstly two alpha particles (helium 4 nuclei) combine to form a beryllium 8 nucleus, giving off gamma radiation, then the beryllium 8 nucleus combines with a third alpha particle to give a carbon 12 nucleus, again giving off gamma radiation. The Evans equations must be set up for these two processes and solved numerically for a given spacetime curvature. It is obvious analytically that gravitation affects both reactions. Presumably the carbon 12 nucleus so formed combines almost immediately with electrons to give a carbon atom. The process is thought to occur only at greater than 150 megakelvin. So presumably such temperatures must have been reached on primordial earth to produce carbon. Otheriwse the carbon must have been formed in the sun and then in the planets by condensation of carbon containing matter already formed in the sun. In both cases it sems to me that the Pinter Hypotheis is solidly supported by general relativty and the evasn field equations. Only the latter can explain why electromagnetism evolved from gravitation, and why radio activity evolved from gravitational pulses. The standard model is a non-starter in both cases (flat spacetimes for electromagnetic and weak sectors.).

 

Myron W. Evans

AIAS Director


メンデル サックス(Mendel Sachs)はアインシュタインの一般相対性理論(重力理論)の欠落部分(非線形電磁気理論)を補って統一場理論としての一般相対性理論を完成させ、相対性理論に関しては最も正確な知識と経験を持つ人である。

宇宙を構成するものは全て一体であり、全てのもので孤立したものはなく皆つながっているとの観点が相対性理論の要点である。

サックスの理論は4元数(Quaternion;複素数の概念を拡張した数で4つの成分からなる)を用いて理論が構築されており、難解ではあるがこれからの科学の方向を明示するものである。

サックスの理論では対称性がテーマであり、重力理論が4次元時空における対称な理論であるのに対し、非線形電磁気理論は4次元時空における反対称な理論である。

サックスの理論は対称(重力場)+反対称(非線形電磁場)=非対称(統一場)であり、非線形である。サックス理論を線形化することで通常の量子力学が得られる。

また、量子力学的な二つの力(強い力、弱い力)は素粒子や原子核のスケールでの非線形な重力と電磁気である。

サックスは、自分の完成させた統一場理論によって、素粒子研究と宇宙論研究を行っており、種々の重要な結果を導いている。例えばQEDに依らず、ラムシフトを繰り込みなしで正確に算出している。

素粒子論における対消滅と対生成は粒子と反粒子が本当に消えてしまったり、無から生じるのではなく、真空が基底エネルギーを持った電子と陽電子の対でできていることから説明している。同じように中性子の組成は陽子と電子とニュートリノ(=陽子と反陽子の対でありWeyl理論から計算されるエネルギーを持つ)であると解釈している。

惜しむらくは、統一場理論を手にしているにもかかわらず、それを駆使するための手段を持たないので、工学的な発展性が示されていない。

B(3)磁場に関しては、1995年にマイロン エバンスに指摘されるまでその存在に気付かなかった。

 

マイロン エバンス(Myron W. Evans)はNMRを詳細に解析するうち、微細なスペクトルのシフトを発見した。これにより、永久磁石や通電されたコイルから得られる磁場の外に、放射場に起因する磁場があるとの観点から逆ファラディー効果の存在を知った。

逆ファラディー効果は、円偏向された電磁波からその進行方向に静磁場が得られる現象である。

エバンスはこれを電磁気の非線形現象ととらえ、1990年前後から従来のU(1)ゲージで表現される電磁気学に対し一般ゲージ理論を用いて最低限の非線形化(Non-Abelian)を試みた。その結果、O(3)ゲージを用いて円偏向された電磁波を表現し、同じ周波数の左右回転の円偏波が干渉すると、位相成分が消えて静磁場が生じることを発見した。右回転の円偏波をB(1)で示し、左回転の円偏波をB(2)で示し、これらの干渉で得られる進行方向の縦波の静磁場をB(3)で表したので、B(3)磁場と呼んでいる。

この理論はヤン・ミルズ場的なO(3)電磁気学であるが、非線形であると同時に一般共変であることを発見した。

重力理論との統一をVielbein形式(4脚場形式)で行い、一般共変な統一場理論に到達した。この理論から重力理論と電磁気理論のほか全ての量子力学的な方程式を導くことができた。

エバンスはB(3)磁場とこの統一場理論を用いて工学的な展開を図ろうとしているが、理論に基づく具体的な成果は未だ確認されていない。

 

倉田大嗣は一般共変な統一場理論に20年前に到達している。同時に、B(3)磁場の存在にも気付き、その工学的な応用展開を図ってきた。

倉田は1958年にアインシュタインの一般相対性理論に磁場すなわちスピンが欠けていることを発見した。また、物理理論は磁気現象で説明できるとの考えを長年検討していた。それらを追及するうちに、一般共変な統一場理論に到達した。また、B(3)磁場がこの統一場理論に基づく種々の予測を実現するための手段であると気付いてB(3)磁場の波動と物質の共鳴関係を20年以上にわたり実験研究してきた。

その結果分かったことは、物質は物理空間も含め全て磁性体でできていると言うことであった。これはサックスのすべてはフェルミ粒子でできているとの解釈に通じている。

B(3)磁場波動は一瞥するとただの磁場波動であるが、電場を誘導しないので電磁シールドされることがなく、物質の奥深く影響を及ぼすことができることとB(3)磁場がスピン量子担体であることが重要である。

 

メンデル サックスも明確に言っていることであるが、一般相対性理論は非線形であるので、線形理論に基づく帰結である種々の保存則が成立しない。

一般相対性理論の基本的な要件である孤立した系は存在しないことと、新しい統一場理論が導く帰結である振動する宇宙像を考えれば、特に現状の科学が孤立していると考える系での局所的なエネルギー保存則については成立しないのが明らかである。

倉田は長年の実験研究によってこのことを確認している。

 

あらゆる物理現象に関しても、全てがそれぞれの大きさのレベルでの磁性体の集合体であるとの理論から、物質はサブクォークのレベルから、銀河や宇宙のレベルまでB(3)磁場に対して固有の周波数と波形(位相)を持つことを確認している。

B(3)磁場の任意の波動を作れば、あらゆる物理現象をコントロールすることができる可能性があり、いくつかのことに関しては倉田が実験確認している。

B(3)磁場を倉田は形成磁場と呼んでいる。これは左右の円偏向した電磁波の干渉から形成される磁場であるとの意味である。

 

B(3)磁場のコントロールにはB(3)磁場の共鳴体である物質元素の組み合わせなどを用いることができる。



Myron W. Evansのホームページ( http://www.aias.us/ )より

"Electromagnetic field theory still remains far from a completed area of research, and a new era of epochmaking investigations appears now to have its dawn. Myron Evans is one of the outstanding pioneers in this field of modified and extended theories. New fundamental properties in photon physics are thus due to Evans, such as the Evans-Vigier longitudinal magnetic field component in the direction of propagation of the photon, and an associated small but nonzero photon rest mass. As a continuation of Einsteins ideas, a new unified field theory on electromagnetism and gravitation has also been developed by Evans which debouches into a general form which reduces to all the main equations of physics in appropriate limits."

---Bo Lehnert (a member of the Royal Swedish Academy of Science Committee which awards the Nobel Prize in Physics and Chemistry)

 

「電磁場の理論はまだ探求が完全になされたものとはほど遠い状態にあり、画期的な探求のための新しい時代は、今その夜明けを持つように見える。マイロン エバンスはこの分野において、理論を正して拡張を行っている傑出したパイオニアである。新しい発見である光の物理学における基本的な特性はエバンスによるものであり、Evans-Vigier縦波磁場成分がフォトンの伝達方向にあり、付帯する小さいがゼロではないフォトンの静止質量を示すものである。アインシュタインのアイデアの延長上にある新しい電磁気と重力を統合する統一場理論もまた、エバンスによって発展されつつあり、普遍な方程式の形式でまとめられていて、そこから適切な制限を課することによって全ての物理学の主たる方程式が導かれる。」

Bo Lehnert(ロイヤル・スウィーディッシュ・アカデミー・科学分科会(ノーベル物理学賞・化学賞選考委員会)委員)



別の角度からの説明:

光には磁気があります。

フォトン(光子)は電荷を持たない量子磁気です。

普段は量子磁気の向きがランダムで磁気効果が顕現することはありません。

しかし、左右回転の円偏向された電磁波が干渉し合うとこの量子磁気効果がマクロに顕わになります(逆ファラディー効果:Inverse Faraday Effect)。

この磁場はその時間変化が電場を生じないという著しい特徴があります。

この電磁気現象を扱う電磁気学は非線形(non-Abelian)となります。

非線形であると同時に一般相対論的に不変な形式である一般共変な電磁場方程式です。

アインシュタインの一般相対性理論は一般共変な重力場方程式です。

アインシュタイン理論では電磁場方程式がすっぽりと抜けていましたが、その部分を補う方程式が得られたわけです。

これにより、統一場の方程式が得られました。この場の方程式が表すのは重力場と電磁場だけです。

しかし、これらの場に関する非線形の方程式によって、量子力学的な二つの場である強い力と弱い力の場は素粒子や原子核に非常に近い部分のスケールで見える非線形の重力場と電磁場であることが分かりました。

この統一場理論による物理学の大革新は大きな事件です(Myron W Evansによって現在進められています)。

しかし、光の特異な磁場が持つミクロからマクロの物理現象に与える影響を調べ、それを技術的に応用することは学問的にもテクノロジーの面からも非常に重要なことです。

光の持つ磁場はB3磁場と呼ばれます。B3磁場はスピン量子担体であることが分かっています。

また、光が磁気量子でできていることから全ての物質と物理空間は磁性体でできていると考えることができます。

この考え方が倉田科学と倉田技術の基礎になっています。

物質はクォーク以下のミクロのスケールから人体や惑星、恒星のスケール、さらには銀河や宇宙のスケールまでそれぞれのレベルでの磁性体の結合体であると考えるわけです。

そのように考えると、物理現象のほとんどがうまく説明できると倉田は言っています。

またそのように考えると、物質はミクロのスケールからマクロのスケールまでそれぞれのスケールでB3磁場の波動に対して固有値を持ち、特定の周波数と波形において共鳴振動すると言うことになります。

化学結合のレベルで、結合軌道にある電子にその固有周波数と固有の波形のB3磁場波動を当てるとわずかのエネルギーで結合軌道にある電子が飛ばされ、結果として化合物がバラバラの原子状になります。

また、物質を構成するものは素粒子のレベルから固有の磁気を持つので、物質には記憶(記録)の能力があることが分かりました。

化学物質についてはその情報(化学結合の情報など)を特定の元素の組合せで記憶させておくことができます。

バラバラの原子状になった化学物質を、この情報によって転写合成の方法で、別の分子構造を持つ化学物質に変えることができます。

倉田が高分子である廃プラスチックを比較的低温で瞬時に分解して、灯油に変換した技術はこのような科学と技術に裏付けられています。

水は380℃において同じような分解の過程を経て、小さなエネルギーで水素と酸素に分解されます。

さらに、統一場理論とそれを物理的に操作できるB3磁場の科学と技術を手に入れているわけですから、現在の科学技術では不可能と言われることが可能となります。


   MaxwellはFaradayのアイデアを数式化するときに4元数(Quaternion)を使って非線形の20個の方程式で表現しました。保存則なども含みますので厳密な意味で現在使われているMaxwellの方程式に対応する方程式の数は12個です。

   さて、このMaxwellの方程式は難解で厳密に適用しようとすると数値計算が必要です。100年以上も前では使える代物ではありませんでした。現在の線形の方程式に改ざんしたのはHeavisideです。

   普通の学者や技術者が使えるようなものにしたいとの思いと、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルの混在する方程式が心底嫌いだったためのようです。幸いか不幸かフォトンの質量が観測にかからないほど小さかったため、線形の方程式が100年以上まかり通ってきました。

   ここへ来て電磁気の非線形性がなければ説明できない現象が現れてきました。ついに本来のMaxwell方程式の再登場が必要になりました。

   実験物理の世界でInverse Faraday Effectが確認されています。光磁気効果のことで、円偏向した光(電磁波)からその進行方向に時間的に変動しない磁場すなわち静磁場が得られる現象です。永久磁石や通電されたコイルに依拠しないで非常に強力な静磁場が作れることで、ハーバード大学では間接的にMRIにこの現象を利用する実験を進めています。

   これを理論的に説明するために、Myron W Evansは一般ゲージ理論を使って最低限の非線形化を行ないました。現在のMaxwell-Heaviside方程式のU(1)ゲージをO(3)ゲージに拡張することで、右回りの円偏向電磁波と左回りの円偏向電磁波が干渉した時に電磁波の進行方向に静磁場B3フィールドができることを理論的に示しました。右回りの円偏向磁場をB(1)、左回りの円偏向をB(2)で示し、進行方向の縦波の磁場をB(3)で示したので、この磁場のことをB3フィールドと呼んでいます。あるいは、最初のO(3)電磁気学の本の共著者であるJean-Pierre Vigierに因んでEvans-Vigier Fieldと呼ばれることもあります。

   B3フィールドがInverse Faraday Effectであることは次のように考えられます。

   レーザ光で円偏波をつくるには、水平偏波をある種の物質に当ててつくります。このとき、大部分はある回転方向の円偏波になりますが残りの部分は逆回転の円偏波になります。これは電気技術者だったらご存知のとおり正相電流に対する逆相電流の関係に当ります。すなわち、実験的に得られる円偏波の中には大部分の正相と少量の逆相があり、正相と逆相間で干渉を起こしていることになります。これによって静磁場B3フィールドが現れるわけです。O(3)電磁気学によれば、フォトンは電荷を持たない量子磁気(photomagneton)であることが分かります。通常の光はphotomagnetonがランダムな方向を持つため光磁気効果が顕現しません。しかし、左右両回転の円偏光が互いに干渉すると光の持つ量子磁気がマクロに顕になります。

   Myron W EvansはまたB3フィールドの時間変化は電場を生じないこと、B3フィールドが量子力学におけるスピン量子担体であることなどに加え、O(3)電磁気学がベクトルポテンシャルを物理量とすることから、電磁気の位相情報が扱えることなり、古典論の範囲でAB効果や光ジャイロの基本原理であるサーニャック効果などが正確に算出できることを示しています。

   また、スピン量子担体であれば、化学結合を始めとするあらゆるレベルの物質の結合をB3磁場をコントロールすることで間接的にコントロールできることになります。この意味でB3磁場をスピン磁気と呼べるでしょう。

   さらに、Myron W EvansはO(3)電磁気学が空間の回転に関連することから、アインシュタインがやり残した一般相対性理論の電磁気部分であることを理論的な手法を使って示唆しています。

   確かに、アインシュタインの一般相対性理論はリーマン幾何学で4次元時空を表す時に用いるひずみテンソルのうちの対称成分の10個のみを使っています。反対称成分の6個は使われていません。O(3)電磁気学はこの反対称成分6個に相当します。

   対称部分はひずみテンソルに例えれば、垂直ひずみを表します。反対称部分は剪断ひずみを表します。また、流体に例えれば、対称部分は平行な流れであり、反対称部分は渦です。

   対称部分+反対称部分=非対称であり、物理空間の非対称性が導き出されます。

   Myron W Evansは一歩進んでこの電磁気学を含む統一場理論としての拡張された一般相対性理論に基づく統一場理論と統一場波動理論を完成しました。その結果、統一場理論および統一場波動理論はTetradあるいはVierbeinと呼ばれる形式の4×4の行列によって表現できることが分かりました。またこれら方程式からNewtonの4つの方程式や量子力学的な方程式であるSchroedinger方程式、Klein-Goldon方程式、Dirac方程式、Gell-Mann方程式などが時空の4つの座標のみを使って導出されることが分かりました。さらに、波動物理学における位相の問題をAharonov-Bohm効果やSagnac効果を例にとって検討し、その物理的な意味を明らかにしました。

   このMyron W Evansの理論は一般相対性理論に立脚するため特異点の問題がなく、さらに物理的な4つの時空座標のみで表現できることなどから、EvansがNew Oxford Movementと呼ぶOxfordやCambridgeの大学院生有志による超弦理論やクォーク理論、さらにはヒッグス機構の見直しの動きを誘発しています。また、Evans自身はVielbein形式からマトリックス力学が因果的に導かれることを検討し、ハイゼンベルグの非因果的で主観的な不確定性理論は因果律に基づく別の制限に取って代わられることを示しました。

   もっともこのような拡張された一般相対性理論は1986年に米国の物理学者Mendel Sachsによっても完成されています。Sachsの一般相対性理論は慣性の法則に従いこの世のあらゆる力を考慮して理論を構成している統一場理論でもあります。その証拠に、非線形・非対称の波動理論である拡張された相対性理論を線形化することで線形の波動力学を導き出しています。

   残念ながら、量子力学全盛のこの時代に量子力学が一般相対性理論から導出されるなどと言っても、少数意見として省みられることはありませんでした。

   しかし、電磁気の非線形性が実験的にも証明されたとなるとO(3)電磁気学と拡張された一般相対性理論がにわかに脚光を浴びることになります。

   O(3)電磁気学の展開に関しては米国エネルギー省(DOE=Department of Energy)がバックアップしていましたが、2003.12.30にサイトが削除されました。(内容は右のPDFファイルのとおりでした)_ダウンロード

   また、2004年春にはオークリッジ国立研究所で初の国際会議が開かれる予定でしたが、米政府の科学・技術囲い込みと見られる事態によってDOEが表舞台から消えるとともに開催話も立ち消えになっています。

 

作成者 :山口 潔

電子メール : ykiyoshi@mb1.suisui.ne.jp

****************関連ホームページ****************

Myron W Evans ___________: http://www.aias.us

Mendel Sachs ____________: http://www.compukol.com/mendel

(株)日本理化学 ___________: http://www.h6.dion.ne.jp/~rikagaku

山口 潔_______________: http://www.suisui.ne.jp/~yamaguti

****************論文等のダウンロード(1)***********

Evansによる一般共変なElectro-weak Field方程式の検討________________________________http://www.aias.us/Comments/agenerallycovariantelectroweaktheoryfinishedms.pdf

Evansによる一般共変な統一場理論からの各種方程式の導出のチャート________________________________ダウンロード(pdf file)

Evansによる一般共変な統一場理論からのマトリックス力学と不確定性原理に替わる因果律に基づく制限の導出(preprint)______ダウンロード(pdf file)

Evansによる一般共変な統一場理論からの特異点の無い振動宇宙、因果的な量子力学、普遍な力と場の方程式の導出(preprint)______ダウンロード(pdf file)

Evansによる統一場理論における物理光学、Sagnac 効果, A-B効果(preprint)_____________________________ダウンロード(pdf file)

Evansの履歴・論文案内______ダウンロード(pdf file)

Evansによる一般共変な波動方程式からの幾何学的な位相の導出(preprint)______________________________ダウンロード(pdf file)

EvansとClementsによるB3磁場の検出実験その他に関する提案(preprint)_____________________________ダウンロード(pdf file)

Evansによる一般共変な波動方程式からのDirac方程式の導出(preprint)_______________________________ダウンロード(pdf file)

Evansによるラグランジェアンと作用からの一般共変な波動方程式の導出:一般相対性理論におけるプランク定数の起源(preprint)____ダウンロード(pdf file)

一般相対性理論と微分幾何に関するEvansの補助定理(preprint)___________________________________ダウンロード(pdf file)

Evansによる一般共変な波動方程式から強い力を表すゲル・マンの式の導出(preprint)_________________________ダウンロード(pdf file)

倉田大嗣による非線形電磁気学と波動科学_____________________________________________ダウンロード(pdf file)

ハーバード大学における円偏向レーザ光によるヘリウム3の磁化とそれを使った軟組織用MRI装置の開発__________________ダウンロード(pdf file)

ロンドン・インペリアル・カレッジにおけるレーザ光による逆ファラディー効果(光磁気効果)の実験___________________ダウンロード(pdf file)

Evansによるゲージ理論を用いたO(3)回転群による非線形電磁気学の創成と逆ファラディー効果であるB3磁場の発現(preprint)______ダウンロード(pdf file)

Evansによる重力場と非線形電磁場のための一般共変な場の方程式(preprint)_____________________________ダウンロード(pdf file)

Evansによる大統一場理論のための一般共変な波動方程式(preprint)__________________________________ダウンロード(pdf file)

Evansによる大統一場理論方程式におけるMaurer-Cartan構造の微分幾何学的な関係式(preprint)___________________ダウンロード(pdf file)

****************論文等のダウンロード(2)***********

Evansによる線形電磁気学の不備と非線形電磁気学の必要性について(preprint)____________________________ダウンロード(pdf file)

Sachsによる非線形電磁気を含む一般相対性理論(波動理論)からの量子力学の導出__________________________ダウンロード(pdf file)

Evansの著書の案内________ダウンロード(pdf file)

Sachsの著書の案内________ダウンロード(pdf file)

Maxwellのオリジナル方程式(非線形方程式)など_____ダウンロード(pdf file)