电磁虫洞这个东西2007年就有了,已经一阵子了,之前也有在物理版分享过了
这个领域的领袖是Allan Greenleaf,他是现代变换光学的开山祖师爷
美国Roschester大学数学系的教授,我觉得很扯是这时代都有google了,这个稍微能google
乡民竟然连google不会找吗?
http://www.rni.helsinki.fi/~mjl/invisibility_publications.html
http://www.math.washington.edu/~gunther/publications/Papers/wormholeprlfinal.
pdf
我稍微提一点虫洞的知识,简单来说在虫洞做时光旅行需要负能量,而且是非常
高的,如果做时光旅行需要负能量,那根据计算负能量非常高,要星系数量级的负能量
人类目前的科技远无法做时光旅行,目前所知道这个负能量就是传说中的Casimir能量
甚至有人怀疑是暗物质暗能量,可是人类的确在实验室量出了负能量,就是荷兰物理学家
Casimir量出来的,更不用说反物质在1932年 Carl D. Anderson观察出高能量的时候真的
有反物质,因为从爱因斯坦质量能量互换可知这是同一件事,那负能量的确存在无所争议
但是为什么宇宙开创的时候反物质大量消失呢? 这是不是造成时间的方向不可逆呢?
(我如果知道还会在这嘴砲吗?)
https://en.wikipedia.org/wiki/Antimatter
https://en.wikipedia.org/wiki/Casimir_effect
因为宇宙学有一个很大的谜题就是为什么宇宙大爆炸的时候,为什么大量的反物质
消失呢? 那他跟暗物质暗能量有没有关系呢? 暗物质暗能量最开始是从爱因斯坦的宇宙
常数猜出来,只是一种模型,或许真的有天文物理学家宣称那里有暗物质暗能量只是一种
强烈间接证据,就是没有人有本事找出来,但是高能和天文物理已经快要GG了
我一直想有可能就是不是大量的反物质消失让正物质存在,所以时空是非常稳定的
(这是我自己想的)
算这个Casimir能量东西需要用到数论的Zeta函数(也是我10年前就念过了),但是
为什么要负能量才能做时空旅行呢? 因为负能量可以让时空不稳定,广义相对论可以知道
时空结构太稳定就不可倒回,所以大家才会想说负能量是时空旅行的关键
但是广义相对论质量这个真的远比一般人想的要困难得多
https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_in_general_relativity
所以我认为时空旅行的猜想可能是因为丘成桐和Schoen Witten的正能量定理猜出来的
https://en.wikipedia.org/wiki/Positive_energy_theorem
再讲一个故事,就是为什么我会去找Landau的故事,paper看到他们当初想利用电磁
控制光线这些想法的人,可能战斗民族当年因为冷战在搞电磁砲的东西?
主要是Landau和他的一个学生,Evgeny Lifshitz,其实Lifshitz跟Landau一样都是犹太姓
https://en.wikipedia.org/wiki/Evgeny_Lifshitz
Evgeny Lifshitz的哥哥Ilya Lifshitz是著名的固态物理学家
https://en.wikipedia.org/wiki/Ilya_Lifshitz
弟弟是著名的广义相对论学家(当时他们苏联的物理学家知识几乎都是全能的)
据说当时哥哥在苏联比这个跟Ladnau一起写书的弟弟还有名,Landau自己形容自己是非常
聪明但是做坐不住的人,所以我当时就很好奇他那10本书到底是怎么搞出来,没想到挖到宝
最是朗道不同群系列
我当时做研究发现Evgeny Lifshitz和Landau他们好像是是当初第一个有这些
电磁想法人,但是我真的不知道后来的演变是什么,反正paper就引用Landau–Lifshitz方程
https://en.wikipedia.org/wiki/Landau%E2%80%93Lifshitz%E2%80%93Gilbert_equation
后来我不知道这些东西怎么跑到别的物理其他分支里面,但是我能受Landau学派的威力
当初做的东西比较偏向隐形斗篷和超材料基础理论的探讨,但是我也有看过一点
电磁虫洞的paper,但是我并没有足够的页数和时间去做这些东西
来分享一下我论文的回顾
2003年美国的Rochester大学数学物理学家Allen Greenleaf等人在一篇论文提出
建议设计用一个非均匀(anisotropic)电导率导体，使得导体无法被电阻抗断层扫描摄影
术EIT(Electrical impedance tomography)所侦测到，这篇论文利用Poisson方程在座标
变换DtN(Dirichlet to Neuman)下，Greenleaf重新定义了电导率σ ，使得直流电电导
率σ 满足张量的变换的的性质，为变换光学理论前期提供了基础。这方法后来在2006
年J.Pendry和U.Leonhardt分别独立提出利用超材料让空间座标变换的方法设计隐形斗篷，
即利用控制电磁波传播从而达到将物体隐形的目的。这种使得人们设计某些特定人工介
质材料参数的理论在2006年引起了极大关注。自此，变换光学（Transformation Optics）
开始发展成为光学与超材料科学重要分支。
我们将在第六章仔细讨论隐形斗篷的理论，首先先从基本的电磁理论出发，借由第
三章的数学工具推导出弯曲时空Maxwell 方程的情况，然后接下来由弯曲时空Maxwell
方程来探讨变换介质的关系。我们首先要证明的Maxwell 方程在座标变换下具有形式不
变性。
变换光学（Transformation Optics）简单来说就是利用二个空间的座标变换而
得到具有特殊性质的超材料的学科，目的是希望用超材料控制电磁波的传播。我们会在
许多论文中看到这些座标变换的方式，一般来说会因为采用不同数学座标变换的不同可
以得到各式各样的超材料结构，甚至各式各样的隐形斗篷，这使得超材料和隐形斗篷的
研究带入了一个全新的时代。变换光学的理论基于一个事实，即对一切电磁效应的无场
源的介质(即电荷密度和电流密度均为0)的Maxwell方程组，根据座标变换形式不变而有
新的形式。