진공에서의 전하 생성

충전은 전하를 분리하는 과정으로 일이 필요하다. 만약 충분한 에너지가 주어진다며, 소위 진공으로부터 전하를 만들 수 있겠는가 ?

 

 

(a) 그렇다. 그것은 이상한 일이 아니다.

(b) 아니다. 이것은 현재 알려진 법칙에 위반이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

정답 : a

 

 

만약 충분한 에너지를 가진 X선이 어떤 물질 가까이 지나가거나 2개의 X선이 충돌한다면, X선의 에너지는 완전한 진공에서 양성전자와 음성전자를 만들어 낸다. 이 과정은 사진으로 확인되었고 높은 에너지가 포함되었을 때 늘 일어난다. 양성전자는 양전자 또는 반(反)전자로 알려져 있다. 에너지는 당연히 X선으로부터 왔지만 순(純)전하는 절대로 창출될 수 없다.

 

 

즉, 처음부터 전하는 0 이었다면 전하는 항상 0 이여야 한다. 전하는 제한된 의미로만 창출될 수 있다. 즉 같은 양의 양전하와 음전하가 동시에 만들어져 전체 효과는 0 이 되도록 한다. (+)와 (-)는 상쇄되므로 보다 엄밀하게 말하면 전하는 진공으로부터 분리되었다고 해야 한다.

 

 

진공을 회색의 텅 빈 공간이라하면 회색 진공의 a지역에서 약간의 회색을 제거하여 흰 지역 b를 만들고 제거한 회색을 c지역에 중복시키면 c 는 더욱 짙은 회색 또는 아마 검은색이 될 것이다. 따라서 실제로 검은색 또는 흰색을 창출한 것이 아니라 단지 회색으로부터 검은색과 흰색을 분리시킨 것이다. 따라서 양전하와 음전하가 진공으로부터 분리될 수 있는 것이다.(근본적으로 진공을 나눔으로써) 물론 진공을 나누는 데는 에너지가 필요하다. 

 

만약 빈 회색 공간의 일부를 취해서 회색을 다른 곳에 옮겨 버리면 흰색이 남게 되고 흰 부분과 검은 부분, 두 곳 사이의 공간에는 당김, 변위가 나타나게 된다. 그 변위가 변위장(displacement field)라 불리는 전기장(electric field)이다. 만약 양과 음이 서로 달라붙는다면 전자-반전자의 쌍소멸에 의해 방사선의 펄스(순간파동)로 에너지가 빠져 나간다.