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些特殊条件下,比如当电荷加速度和磁场方向有特定的耦合关系时,高阶项中会分裂出一个与主分量偏振方向正交的分量。
按江临的判断,这个所谓新分量映射的是辐射场张量在更高阶展开中出现的一个项,这个项与协变性相关,非平凡,而且在大多数标准教材的习题解答里都被忽略了。
这是一个精微的细节。
李教授显然在测试研究生是否能注意到这个细节。
江临拿起笔,开始计算。
没有用分量展开法。
那样太慢了,而且容易漏项。
他直接用辐射场张量的协变形式,将电荷的四维加速度和磁场张量耦合,然后对辐射场的偏振张量做本征分解。
推导过程涉及四维旋度运算和电磁场张量的对偶形式,每一步都需要仔细处理张量的指标。
用了大约六分钟,他就写出了完整的结果。
在辐射场的偏振张量中,除了与加速度方向映射的主分量外,还出现了一个与磁场方向和加速度方向都正交的次级分量,这个分量的强度正比于磁场强度与加速度大小的乘积。
写完最后一个等号,江临放下笔,检查了一遍。
没有问题。
他举手。
李华敏注意到了。
从讲台上走下来,步伐很快,走到江临面前,拿起草稿纸,开始看。
他看的方式和其他人不一样。
不是从头到尾看推导过程,而是先看最后的结论,然后往回倒着看,检查关键步骤的合理性。
这是经验丰富的学者的阅读方式,他们不需要一步一步跟着推导走,只看关键节点就能判断整个推导是否成立。
他看了两分钟,然后抬头。
“你这个分量,比我标准答案多了一项。”
江临愣了一下。
他对自己算的东西很确信。
在废土上,他做过无数比这复杂得多的电磁场计算,涉及高密度等离子体中的非线性辐射修正,强磁场下的同步辐射偏振演化,甚至在某些极端条件下处理过辐射场的量子修正。
他的张量运算几乎不会有错。
这是废土世界打磨出来的肌肉记忆。
但李教授说他多了一项。
这就有点耐人寻味了。
李华敏继续看那张草稿纸。
他的目光在江临的推导步骤上来回扫了两遍,嘴唇微微动了一下,象是在心里重新演算。
然后眉头皱了起来,沉吟道:“不,你没多算。”
他的声音不大,但教室里太安静,所有人都听见了。
“是我的标准答案漏了一项。”
几个研究生抬起头来,看向这边。
坐在江临旁边的一个女生,更是露出了惊讶与困惑的表情。
李华敏看着江临,目光和刚才完全不同了。
之前是审视,现在是一种带着评估意味的注视:“你怎么算出这一项的?”
江临想了一下怎么解释。
他实际用的是协变形式下的高阶展开,直接处理电磁场张量的四维形式,然后从中提取辐射场的偏振结构。
稍一思索,他简化了自己的回答,说:“辐射场张量在高阶展开中有一项,映射的是电荷加速度和磁场方向的耦合,而不是单纯的电荷加速度。标准方法在做分量展开时,这一项因为需要同时考虑电场和磁场的混合张量结构,容易被漏掉。”
李华敏听完,笑了笑。
这是整节课李华敏第一次笑,还是发自内心的欣慰笑容。
然后简单解释了一句:“他们在这道题上,一般只能算出主分量,我经验主义,就忘记在备课的时候加之这一项了。”
说完他转身走回讲台,拿起粉笔,对全班说:“同学们,停一下。”
凳所有人都抬起头。
李华敏指了指江临的方向:“这道题实际上有两个分量,我之前的标准答案漏了一个,这位同学算出了完整的两个分量。我现在把正确的答案写在黑板上,你们记一下。”
他开始在黑板上重新写完整的答案。
第一项是标准的主分量,大多数研究生都算出的结果。
第二项,就是江临算出的那个额外分量。
李华敏用红色的粉笔单独框了出来,在下面画了两道横线。
他一边写一边解释这个分量的物理来源。
加速度与磁场的耦合导致的偏振旋转,在非相对论极限下很小,但在高能电荷或强磁场条件下会显著增强。
研究生们全部抬头,有人拿起手机录像,有人快速记笔记。
下课铃响的时候,李华敏正好写完最后一个公式。
研究生们开始收拾东西,江临也合上了笔记本。
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