运动介质中的电磁能量与动量

电磁能量-动量张量问题是宏观电动力学中最古老且最具争议的问题之一。问题的核心在于对运动介质的Minkowski张量与Abraham张量的争论。本文概述了当前状况。在将讨论置于一般的Lagrange-Noether框架之后，Minkowski张量被恢复为规范的能量-动量。结果表明，尽管规范张量缺乏对称性，但对于开放电磁系统，能量、动量和角动量的平衡方程始终成立。另一方面，虽然Abraham张量并非从第一性原理定义，但若存在类时矢量，则可以制定一个一般的对称化方案。我们详细分析了具有各向同性电学和磁学性质并与电磁场相互作用的相对论性理想流体的变分模型。阐明了Minkowski能量-动量张量、介质的规范能量-动量以及Abraham张量之间的关系。论证了当物质的4-速度是进入本构张量的唯一协变变量时，Abraham能量-动量是相关的。