Developments, Problems, and Extensions of Electrodynamic

Ohne elektromagnetische Felder wären keine Beobachtungen möglich und kein Instrument würde funktionieren. Da die zugrundeliegende Theorie auch die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit festlegt, begründet sie auch fundamentale Strukturen von Raum und Zeit. Daher spielen elektromagnetische Felder eine absolut grundlegende Rolle in der Experimentalphysik und in der Begründung und Formulierung der Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie. Obwohl das System der Maxwelllschen Gleichungen seit mehr als 150 Jahren bekannt ist und obwohl wir es in allen technischen Anwendungen, einschließlich der Quantenoptik, gut unter Kontrolle haben, gibt es noch immer offene Probleme beim Verständnis und der konsistenten Beschreibung aller elektromagnetischen Phänomene. Dies war das Thema dieses binationalen WE-Heraeus-Seminars, welches vom 19. bis 23. August 2024 im Physikzentrum Bad Honnef stattfand.

Verschiedene Vorträge erläuterten den Status der Maxwell-Theorie und ihre begrifflichen Probleme. Dabei wurden die möglichen Erweiterungen und Modifizierungen der Vakuum-Maxwell-Theorie – Einführung von Nichtlinearitäten, von höheren Ableitungen oder von Zusatztermen, die einer von Null verschiedenen Photonenmasse entsprechen – schwerpunktmäßig und systematisch diskutiert. Insbesondere wurden die Konsequenzen dieser Erweiterungen für das Problem der Strahlungsrückwirkung, für Schwarze Löcher in der Allgemeinen Relativitätstheorie, für Neutronensterne und Dunkle Materie und Energie in Astrophysik und Kosmologie, für die Metrologie sowie für verschiedene Experimente wie z.B. am LHC und im Labor mit stärksten elektrischen oder magnetischen Felder beschrieben und analysiert.

An dem Seminar nahmen Kollegen/innen aus Theorie und Experiment/Beobachtungen aus den Gebieten Astrophysik, Kosmologie, Quantengravitation, Mathematik, Teilchenphysik, Quantenoptik und Phänomenologie teil. Auch wenn aufgrund des Ferientermins die Anzahl der Teilnehmenden etwas gering war, so entwickelten sich doch intensive Diskussionen. Alle waren sich darin einig, dass es sehr wichtig ist, auch die etablierten physikalischen Theorien und Beschreibungen immer wieder zu hinterfragen und nach möglicher neuer Physik zu suchen.

Wir danken der WE-Heraeus-Stiftung ganz herzlich für die finanzielle und organisatorische Hilfe und dem Physikzentrum Bad Honnef wie immer für die große Gastfreundschaft.

Prof. Dr. Claus Lämmerzahl, PD Dr. Volker Perlick, U Bremen
Prof. Alessandro Spallicci, U Orléans, Frankreich