磁应力与能量的引力效应

在设计相对论引力的实验室测试框架内，我们研究了螺线管磁场产生的引力场。观测该场可能提供一种测试应力是否如爱因斯坦理论预测那样产生引力的方法。Braginsky、Caves 和 Thorne 此前对该问题的研究预测，源自磁场应力和螺线管壁应力的引力场贡献将抵消由磁场质能产生的引力场，导致螺线管外部磁生引力为零。他们声称，一旦实验证实这一零结果，将证明应力对引力的贡献。我们表明该结果是不正确的，因为它源于对应力分析的不完整，忽略了壁中的轴向应力。一旦正确评估应力，我们发现长螺线管外部的引力场实际上与 Maxwell 应力和材料应力无关，并与等效于螺线管单位长度内储存的磁能量密度的线质量分布所产生的 Newton 场一致。我们认为，Maxwell 应力的引力可以直接在螺线管内部的真空区域测量，那里原则上不存在 Newton 噪声，且 Maxwell 应力产生的引力不会被螺线管壁中磁致应力的负引力所屏蔽。