스칼라파란?

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이론적 배경.

- 데이비드 봄(D. Bohm)의 양자장 이론 중에 아로노프-봄 효과(Aharonov-bohm effect)라는 것이 있는데 이것은 마치 러시아 인형처럼 전자기파 내부에는 그 보다 더 미세한 에너지, 즉 양자장 에너지(Quantum enegy)가 존재하고, 양자장 에너지 내부에는 이보다 더 미세한 에너지인 영점장(zero-point energy)가 존재한다는 이론이다.
여기서 양자장 에너지를 흔히 스칼라에너지(scalar energy) 혹은 스칼라파(scalar wave)라고 부른다. 또한, 에디슨과 동시대의 사람인 테슬라(Tesla. 1904)는 그의 발명품 중, Tesla coil를 하나는 오른쪽 감기를 하고, 다른 하나는 왼쪽 감기를 한 다음 전류의 방향도 반대 방향으로 흐르게 하면 반대 방향이 되는 자장이 만들어져 두 개의 자장은 서로 상쇄되어 자장은 제로가 되었고 자장이 상쇄되면서, 새로운 에너지가 출현하는 것을 발견하였다. 과학자들은 이 에너지를 “비전자기파(non-Hertzian wave)” 라 불렀습니다.
양자물리학자인 Aharonov 및 Bohm(1959) 는 수학적으로 Tesla coil의 안쪽은 자기장이 존재하나 바깥쪽은 자기장이 소멸되어 없어지고 양자 에너지만 존재하게 된다는 사실을 증명하였다.
( ※ 비전자기파 ≒ 스칼라 에너지 )

참고> 데이비드 봄(D. Bohm)은 맥스웰(James Maxwell, 1831~1879)의 전자기장 방정식에는
본디 스칼라 퍼텐셜(Scalar potential)과 벡터 퍼텐셜(vector potential)이 있었다는 사실을 발견하였고, 스칼라는 방향성이 없는 것을 그리고 벡터는 방향성이 있는 것을 의미하며 퍼텐셜은 잠재력을 의미한다. 소립자의 진동을 일으키는 파동의 근원은 퍼텐셜이며 이 때문에 자기장이나 전기장이 존재하지 않는 공간이라 하여도 전하를 띤 소립자가 퍼텐셜의 영향을 받는다는 것을 이론적으로 밝혔다. 이 현상을 아로노프-봄 효과(Aharonov-bohm effect)라 합니다.
(D. Bohm and Y. Aharonov, “Significance or electromagnetic potential in quantum theory”, Physice Rev., 85,pp. 166~180(1952))

비전자기파(non-Hertzian wave)란 ?

- 코일을 시계방향과 반시계 방향으로 똑같이 감으면 전자기장이 상쇄되어 전류가 흘려도 전자장이 생기지 않는다 ( J. W. McClain, “Cancellation of internal forces” , Amer. J. Phys., 47, pp. 1005(1979)) 이처럼 전자장이 없는데도 불구하고 전자가 영향을 받는 것을 아로노프-봄 효과(Aharonov-bohm effect) 라 하며, 이 감지되지 않는 파동이 전자기파와 같은 방식으로는 감지되지 않기 때문에 비전자기파(non-Hertzian wave)라 합니다.

비전자기파(non-Hertzian wave) 발생 원리

- 2개 전자기장의 위상이 180도 어긋나면 전자기장이 상쇄되어 없어짐.
교류 전기를 개발한 테슬라(Tesla)가 최초로 개발 (Teala coil) 하였으며, 자장의 세기
를 나타내는 테슬라(T) 단위는 그의 이름을 기려서 채택되었음.
- 방법은 테슬라 코일처럼 2개 코일을 반대 방향으로 감거나, 뫼비우스 코일처럼 앞뒤를
또아 감는 방식 등이 있음.

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[계 정혜]

고맙습니다