Hvad er kvanteelektrodynamik (QED)?

Kvantelektrodynamik (QED) er kvantefeltteorien, der forklarer, hvordan elektrisk ladede partikler interagerer med hinanden gennem udveksling af fotoner (lys kvanta eller små pakker med lys).Fotoner og derfor interaktioner i en QED, forplantes med lysets hastighed.QED omtales som en gauge -teori med et matematisk specificeret gauge -felt, der repræsenterer den elektromagnetiske kraft.Teorien forklarer også magnetisme, da magnetisme og elektricitet er to manifestationer af den samme underliggende kraft, elektromagnetisme.

Teorien om QED er en af de mest velvernede teorier på jorden, sommetider giver præcise resultater til ti decimalsteder og varDen første kvantefeltteori, der kaldes konsistent og komplet.En forudsigelse fra QED viste sig at være nøjagtig op til 0,0038 dele pr. Million, sandsynligvis den mest præcise og nøjagtige fysiske forudsigelse, der nogensinde er foretaget.Beregning af korrekte løsninger på opførsel af systemer med interagerende dele eller større elektronorbitaler bliver eksponentielt sværere, når antallet af komponenter øges, med nogle beregninger, der kræver bogstaveligt talt årtiers arbejde for at beregne og verificere.

ud af de fire kræfter i naturen mdash;elektromagnetisme, svag atomkraft, stærk atomkraft og tyngdekraft og mdash;Elektromagnetisme er sandsynligvis den nemmeste at forklare strengt, selvom det at forklare, at det fuldt ud tog mange hundreder af forskere årtier med arbejde.Teorien blev udviklet til tilfredshed i slutningen af firserne takket være det uafhængige værk af Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger og Richard Feynman.De modtog Nobelprisen i fysik fra 1965 for deres indsats.

Hvis elektromagnetisme var den eneste naturkraft, der opererede i universet, ville Qed give en fuldstændig redegørelse for dens nøjagtige karakter.Det er dog ikke, og søgningen fortsætter efter en kvantefeltteori, der integrerer alle fire kræfter.Endvidere er det meget vanskeligt at løse ligninger i QED, vanskeligere end konventionelle kvantemekanikproblemer, da QED er en generalisering af kvantemekanik til særlig relativitet.De billeder, der er mest berømt forbundet med QED, er Richard Feynmans Feynman -diagrammer , der bruger lige og krænkende linjer til at analysere de forskellige måder, hvorpå partikler udveksler fotoner til at interagere fysisk.

teorien om QED producerer stadig matematiske infiniteter i visse sammenhænge, ogMens mange af disse problemer er løst, fortsætter de på et bestemt niveau. Ad hoc renormaliseringsalgoritmer er blevet udviklet til at glatte over disse teoretiske ufuldkommenheder.Disse uendeligheder antyder, at QED ikke på nogen måde er en endelig teori, hvilket efterlader fremtiden åben for opdagelsen af en mere nøjagtig teori, der ser på elektromagnetisme i sammenhæng med de andre tre naturkræfter.