elektromagnetisk strålning från accelererande elektron

En sak förbryllar mig.

När man har en elektriskt laddad partikel som accelererar i vaccum så utsänds elektromagnetisk strålning. Om man låter eletroner passera i ett magnetfält så kommer ju dessa att böjas av i en cirkel och utsänder då EM-strålning, eftersom en cirkelrörelse är detsamma som acceleration= Cyklotronstrålning.

MEN:

Om jag har en elektrisk ledare som jag böjer till en spole och leder genom DC så kommer det bara att bildas ett statiskt magnetfält. Varför utsänds inte EM-strålning från en spole trots att elektronerna i spolen roterar i cirkelrörelser i spolen?

Någon som kan ge en korrekt förklaring. Jag tror inte förklaringen är att hastigheten på varje elektron är så låg (mm/s) att strålningen blir liten i spolen. Strålningen är verkligen noll, eftersom en supraledande spole kan behålla strömmen i oändlighet utan förluster.

Jag anar man måste förklara det kvantmekaniskt?

Det jag kan utröna är att 1) på elektronernas skala är krökningen i en spole väldigt liten, och 2) elektronerna rör sig ganska sakta.

Att en supraledare bevarar strömmen oändligt länge är nog en idealisering?

Jo tanke 1 har slagit mig hastigheten är väldigt låg, men inte noll. Så vitt jag vet så är verkligen en supraledare ideal den är verkligen exakt noll. Strömmar i en supraledare kan existera i en miljard år utan problem.

Nåja, angående själva strålningen så finns det ju bara två alternativ; antingen strålar den eller så inte.

Om elektroner som accelererar alltid avger strålning, och det färdas elektroner i en supraledare som är böjd så kommer det bli strålning; oavsett om själva ledaren är perfekt eller inte. Personligen misstänker jag ju att folk bara menar att själva supraledaren är perfekt, och att man inte alls funderar på strålningsförluster, eventuellt att man helt enkelt försummar det på grund av liten effekt.

Det enda andra alternativet - om vi anser att systemet inte strålar alls, samtidigt som vi anser att elektroner som accelererar alltid avger strålning - är antingen att elektronerna inte accelererar, eller att deras karaktär förändras så att man inte längre kan se dom som elektroner. Vad händer med elektroner i en supraledare?

Jag tror strålningsförlusten borde varit mätbar i en spole även om elektronerna rör sig långsamt eftersom det finns så ohyggligt många av dom.

Betänk att magnetfältet i en elektrisk ledare kan härledas ur en relativistisk effekt av elektronernas rörelse trots att dom bara rör sig i mm/sek. Genom att räkna på Lorenztransformationen av en partikel kan man härleda magnetfältet, och detta är faktiskt en relativistisk effekt av partiklar i snigelfart. Att magnetfältet är mätbart är tack vare att elektronerna är så ofantligt många i ledaren.

http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=751011

Det hela blir bara mer och mer förbryllande.

Du har alltså sett någonting som antyder att en spole baserad på supraledare inte strålar?
Hmm, jo. Dom diskuterar effekten här (i vanliga spolar), men det övertygade inte jättemycket: http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=704092

Kommentera gärna svaret i inlägg #7 (som svarar på sista stycket i inlägg #6).

Kan det inte vara så att meissnereffekten stöter bort de magnetiska fältlinjerna som gör att det inte blir någon Cyklotronstrålning?

okej, kanske Meissnereffekten kan förklara en del. Men jag tror nog en spole med DC ström är fullständigt strålningslös även om den inte är supraledande. Men jag har försökt hitta nån bra inte alltför djuplodande teoretiska förklaring men inte hittat något riktigt bra.

En sak som definitivt måste förklaras kvantmekaniskt är i alla fall elektronernas spinn runt atomen. Om det inte var kvantiserat skulle elektronen kollapsa in mot atomkärnan.