Was ist die Quantenelektrodynamik (QED)?

Quantenelektrodynamik (QED) ist die Quantenfeldtheorie, die erklärt, wie elektrisch geladene Partikel durch den Austausch von Photonen (Lichtquanta oder kleine Lichtpakete) miteinander interagieren.Photonen und damit Wechselwirkungen in einem QED propagieren sich mit Lichtgeschwindigkeit.QED wird als Messtheorie bezeichnet, wobei ein mathematisch angegebenes Messfeld die elektromagnetische Kraft darstellt.Die Theorie erklärt auch Magnetismus, da Magnetismus und Elektrizität zwei Manifestationen derselben zugrunde liegenden Kraft sind, Elektromagnetismus.

Die Theorie der QED ist eine der am meisten gut verifizierten Theorien der Erde, die manchmal zehn Dezimalstellen genaue Ergebnisse liefert und war und war es.Die erste Quantenfeldtheorie, die als konsequent und vollständig bezeichnet wird.Eine Vorhersage von QED wurde als genau bis zu 0,0038 Teile pro Million angesehen, wahrscheinlich die präziseste und genaueste physikalische Vorhersage, die jemals getroffen wurde.Das Berechnen der korrekten Lösungen für das Verhalten von Systemen mit interagierenden Teilen oder größeren Elektronenorbitalen wird mit zunehmender Anzahl der Komponenten exponentiell schwieriger, wobei einige Berechnungen buchstäblich jahrzehntelange Arbeit erforderlich sind, um zu berechnen und zu überprüfen.Elektromagnetismus, schwache Kernkraft, starke Kernkraft und Schwerkraft Mdash;Der Elektromagnetismus ist wahrscheinlich am einfachsten zu erklären, obwohl es viele hundert Wissenschaftler jahrzehntelange Arbeit erforderte.Die Theorie wurde dank der unabhängigen Arbeit von Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger und Richard Feynman zur Zufriedenheit in den späten Vierteln entwickelt.Sie erhielten den Nobelpreis von 1965 für ihre Bemühungen.Es ist jedoch nicht, und die Suche wird nach einer Quantenfeldtheorie fortgesetzt, die alle vier Kräfte integriert.Darüber hinaus ist die Lösung von Gleichungen in QED sehr schwierig, schwieriger als herkömmliche Quantenmechanikprobleme, da QED eine Verallgemeinerung der Quantenmechanik auf spezielle Relativitätstheorie ist.Die mit QED am meisten assoziierten Bilder sind Richard Feynmans

Feynman -Diagramme

, die gerade und quälende Linien verwenden, um die verschiedenen Arten zu analysieren, in denen Partikel Photonen austauschen, um physisch zu interagieren.Während viele dieser Probleme gelöst wurden, bestehen sie auf einer bestimmten Ebene.

Ad -hoc -Renormalisierungsalgorithmen wurden entwickelt, um diese theoretischen Unvollkommenheiten zu glätten.Diese Unendlichkeiten legen nahe, dass QED keineswegs eine endgültige Theorie ist und die Zukunft der Entdeckung einer genaueren Theorie offen lässt, die den Elektromagnetismus im Kontext der anderen drei Kräfte der Natur betrachtet.