¿Qué falta en las ecuaciones de Maxwell? ¿Qué física no encaja?

Answer 1

Las ecuaciones de Maxwell se han mantenido bastante bien en su dominio de aplicación (campos EM), y son consistentes con la relatividad especial. De hecho, se podría decir que inspiraron la relatividad especial. Esas ecuaciones se usan hoy en día en todo tipo de aplicaciones, con gran éxito. Sin embargo, se descomponen en diversas situaciones.

El primer doblez en la armadura fue el efecto fotoeléctrico. La luz que incide sobre un metal hace que se emitan electrones. Si la luz fuera solo un campo continuo, como se describe en las ecuaciones de Maxwell, entonces la emisión dependería solo de la energía de la luz. Sin embargo, la emisión depende de una longitud de onda umbral, por debajo de la cual no hay emisión, no importa cuán intensa sea la luz. Esto dio como resultado el artículo de Einstein sobre la cuantización de la luz, es decir, que la luz debe modelarse como paquetes indivisibles de energía en lugar de los campos continuos de Maxwell. Esa cuantización de la luz anunció el nacimiento de la mecánica cuántica.

Una desviación más sutil, pero fundamental, contradice la linealidad de las ecuaciones de Maxwell. Una superposición de soluciones a las ecuaciones de Maxwell también es una solución. Una manifestación particular de eso es que las ecuaciones de Maxwell predicen que los campos electromagnéticos no interactúan entre sí en absoluto. En términos modernos, que no hay interacción fotón-fotón.

En la electrodinámica cuántica, de hecho, existe una interacción fotón-fotón, a través de electrones virtuales y positrones. Ver física de dos fotones. No es fácil de observar experimentalmente, pero se ha observado. ¡Ese es otro ejemplo en el que las ecuaciones de Maxwell no pueden describir los fenómenos físicos observados, y donde la linealidad fundamental de las ecuaciones, y por lo tanto, cada solución que aprendí al resolver los problemas en Jackson, se rompe!

Answer 2

Las ecuaciones de Maxwell describen el campo electromagnético. No intentan describir la gravitación, ni describen la fuerza nuclear fuerte o la fuerza de electroválvula.

Por lo tanto, no puede usar las Ecuaciones de Maxwell solo para comprender el movimiento planetario o la estructura del átomo.

Además, dentro de su alcance previsto, las ecuaciones son una aproximación de las ecuaciones más modernas y precisas de la electrodinámica cuántica. Las diferencias suelen ser insignificantes, pero para ciertas situaciones regidas por fenómenos cuánticos, como la interacción de fotones y átomos, se necesitan teorías más refinadas.

Answer 3

En el total de la física?

Dinámica relativista (la ecuación de Maxwell es consistente con, pero no predice la relatividad especial), la gravitación, los fenómenos cuánticos, las fuerzas fuertes y débiles ……

Supongo que eso no es lo que quieres decir?

Probablemente la mejor respuesta entonces es el fenómeno cuántico. Las ecuaciones de Maxwell + los enfoques mecánicos cuánticos conducen a Quantum ElectroDynamics (QED). QED es una de las dos teorías verificadas con mayor precisión en física junto con la relatividad general. Sin embargo, los dos enfoques no son compatibles y, por lo tanto, la búsqueda de la gravedad cuántica.

Answer 4

Lea más sobre el nacimiento de la electrodinámica cuántica. de thebloggercity.