testpartikkel

En testpartikkel er et idealisert, punktformet legeme som brukes til å undersøke et felt eller en romtidens geometri uten å påvirke feltet eller strukturen den måler. Den antas å ha så liten masse eller ladning at dens egen påvirkning på feltet er neglisjerbar.

I klassisk elektrodynamikk og Newtonsk gravitasjon beskrives feltet som opprettholdes av store kilder. En testpartikkel opplever krefter som F = qE + q v × B i elektromagnetismen, eller gravitasjonell akselerasjon i et potensial. For kartlegging av feltet antas det at partikkelen ikke forstyrrer kildene, og feltet defineres uavhengig av partikkelens tilstand. Partikkelens bevegelse avbilder dermed feltet.

I generell relativitet følger en testpartikkel en geodese i romtidskurven og påvirker ikke krumningen betydelig. Bevegelsen kan beskrives av geodese-ligningen D u^μ / dτ = 0, og spenninger eller masse blir i første tilnærming ofte neglisjert for å få en ren bane i en gitt romtid.

I kvantemekanikk brukes begrepet som en probe i kvantefeltteori og scattering, der partikkelens tilbakevirkning på feltet ofte blir neglisjert i en enkel tilnærming (probe- eller semi-klassisk tilnærming).

Begrensninger: Testpartikkelantakelsen gjelder bare når partikkelens innvirkning er liten. Ved sterke felt, høy tetthet eller når kvantemekaniske effekter ikke kan neglisjeres, må feltet eller romtiden modelleres mer fullstendig.