Una investigación apoyada por Cheyney revoluciona la perspectiva sobre la luz

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-  El origen de la naturaleza cuántica de la luz en las ecuaciones de Maxwell: una investigación apoyada por Cheyney revoluciona la perspectiva sobre la luz

LITLINGTON, Inglaterra, 17 de julio de 2025  /PRNewswire/ -- Un reciente artículo de investigación, respaldado por Cheyney Design and Development, líder en tecnologías de inspección e imagen por rayos X, presenta una perspectiva revolucionaria sobre la naturaleza de la luz. El artículo, publicado en Annals of Physics (una revista de Elsevier) por el Dr. Dhiraj Sinha, profesor de la Universidad de Plaksha, demuestra que la teoría de los fotones de Einstein tiene su origen en los campos electromagnéticos de Maxwell. Desmonta la creencia científica centenaria de que los fotones no están físicamente vinculados a la teoría del campo electromagnético, iniciada por el gran físico escocés James Clerk Maxwell. La investigación se basa en un descubrimiento previo sobre la radiación electromagnética publicado en Physical Review Letters, financiado por Cheyney. Ofreció un marco teórico unificado sobre la radiación, desde frecuencias de radio hasta frecuencias ópticas, argumentando que la radiación se genera debido a la ruptura de la simetría del campo electromagnético. Sirve como testimonio del compromiso de la empresa con el fomento de descubrimientos científicos transformadores.

La naturaleza física de la luz es un misterio científico intrigante, ya que se comporta como una onda en el espacio libre y como una partícula al interactuar con la materia. El trabajo teórico sobre la luz como onda electromagnética realizado por Maxwell en 1865 fue validado empíricamente por Heinrich Hertz en 1887. Sin embargo, el amplio consenso científico sobre la luz se hizo añicos en una década. Los experimentos sobre el efecto fotoeléctrico, donde los electrones se generan al incidir la luz en un metal, contradijeron la teoría de Maxwell sobre la luz. Albert Einstein, en 1905, presentó el argumento heurístico de que la luz puede considerarse compuesta de partículas o fotones con energía proporcional a su frecuencia. Esto podría explicar la observación empírica de que la energía de los electrones depende linealmente de la frecuencia de la luz en el efecto fotoeléctrico. La idea encontró aceptación y la naturaleza dual de la luz constituye la base actual de nuestra interpretación fenomenológica de la luz.

El Dr. Sinha ha intentado transformar esta creencia centenaria al demostrar que la teoría del campo electromagnético de Maxwell puede explicar la interacción entre la luz y los electrones. El artículo reciente destaca el papel del campo magnético de la luz, variable con el tiempo, que genera un potencial eléctrico en el espacio. El Dr. Sinha argumenta que un electrón se energiza mediante el potencial eléctrico de la luz, que se define matemáticamente como dj/dt, donde j es el flujo magnético de radiación y t es el tiempo. Esto implica que la transferencia neta de energía a un electrón de carga e es W=edj/dt. Transformando la expresión de energía al dominio de la frecuencia o representación fasorial, se obtiene la energía de un electrón como ejw, donde w es la frecuencia angular de la luz. El Dr. Sinha argumenta que es similar a la expresión de Einstein para la energía de un fotón ħw, donde ħ es la constante de Planck reducida. Por lo tanto, la luz energiza a los electrones según la ecuación de Maxwell-Faraday del electromagnetismo clásico. El marco teórico se sustenta en observaciones experimentales sobre la cuantificación del flujo magnético en bucles superconductores y sistemas bidimensionales de gases electrónicos. El hecho de que la naturaleza cuántica de la luz tenga su origen en los campos electromagnéticos de Maxwell es revolucionario.

Varios físicos han expresado su apoyo al Dr. Sinha. Richard Muller, profesor de Física en la Universidad de California en Berkeley y científico sénior del Laboratorio Lawrence Berkeley, comentó: "Las ideas son fascinantes y abordan los problemas más fundamentales e inexplicables de la física cuántica, como la dualidad partícula/onda y el significado de la medición". Jorge Hirsch, profesor de Física en la Universidad de California en San Diego, escribió una carta de apoyo a los miembros del consejo editorial. Steven Verrall, exprofesor de la Universidad de Wisconsin-La Crosse, afirmó: "El Dr. Sinha ofrece un nuevo enfoque semiclásico para el modelado de sistemas cuánticos. También creo que su singular enfoque podría aportar valiosas perspectivas al desarrollo continuo de las teorías semiclásicas de campos efectivos en la física de bajas energías". Lawrence Horwitz, profesor emérito de la Universidad de Tel Aviv, señaló: "Este artículo constituye, sin duda, una valiosa contribución a la teoría de fotones y electrones." 

El descubrimiento del Dr. Sinha ofrece una novedosa vía teórica para el desarrollo de dispositivos integrados de radio y fotónica, al integrar a la perfección los principios del electromagnetismo clásico con los dispositivos fotónicos modernos. Tendrá consecuencias de gran alcance en tecnologías como las células solares, los láseres y los diodos emisores de luz, que se basan exclusivamente en los principios de la mecánica cuántica. Crea una órbita completamente nueva y una vía transformadora hacia nuevas tecnologías de radio y fotónica.

El Dr. Dhiraj Sinha añadió: "El trabajo comenzó durante mis años de doctorado en la Universidad de Cambridge y el apoyo inicial de Cheyney fue crucial. Dio un giro transformador durante mi trabajo postdoctoral en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Los resultados empíricos obtenidos mediante extensos experimentos en un amplio espectro de frecuencias de radio y ópticas condujeron al descubrimiento del eslabón teórico perdido entre las ideas de Einstein y Maxwel".

Información adicional

1.Sinha, D. Electrodynamic excitation of electrons. Annals of Physics, 473, 169893 (2025).

2.Sinha, D. & Amaratunga, G. A. Electromagnetic radiation under explicit symmetry breaking. Physical review letters, 114, 147701 (2015).

Acerca de Cheyney Design & Development Ltd

Cheyney Design & Development Ltd, Litlington, Reino Unido, fundada por Richard Parmee, está a la vanguardia de las innovaciones en tecnología de inspección por rayos X. Su tecnología patentada de vanguardia y sus avanzados algoritmos estocásticos la posicionan como líder técnico en el sector de la inspección por rayos X. Cheyney se dedica a impulsar innovaciones en sus etapas iniciales con potencial transformador en ciencia e ingeniería.

Foto: https://mma.prnewswire.com/media/2733307/Electromagnetic_electrons.jpg