Τι είναι η κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED);

Η κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED) είναι η θεωρία κβαντικού πεδίου που εξηγεί πώς αλληλεπιδρούν τα ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια μεταξύ τους μέσω της ανταλλαγής φωτονίων (φως ποσοτήρα ή μικρά πακέτα φωτός).Τα φωτόνια και επομένως οι αλληλεπιδράσεις σε ένα QED, διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.Το QED αναφέρεται ως θεωρία μετρητών, με ένα μαθηματικά καθορισμένο πεδίο μετρητή που αντιπροσωπεύει την ηλεκτρομαγνητική δύναμη.Η θεωρία εξηγεί επίσης ότι ο μαγνητισμός, καθώς ο μαγνητισμός και ο ηλεκτρικός ρεύματος είναι δύο εκδηλώσεις της ίδιας υποκείμενης δύναμης, ηλεκτρομαγνητισμού.

Η θεωρία του QED είναι μία από τις πιο καλά επαληθευμένες θεωρίες στη γη, μερικές φορές δίνοντας ακριβή αποτελέσματα σε δέκα δεκαδικά ψηφία και ήτανΗ πρώτη θεωρία κβαντικού πεδίου που ονομάζεται συνεπής και ολοκληρωμένη.Μία πρόβλεψη που έγινε από τον QED βρέθηκε να είναι ακριβής μέχρι τα 0,0038 μέρη ανά εκατομμύριο, ίσως η πιο ακριβής και ακριβής φυσική πρόβλεψη που έγινε ποτέ.Ο υπολογισμός των σωστών λύσεων στη συμπεριφορά των συστημάτων με αλληλεπιδρώντα μέρη ή μεγαλύτερα τροχιακά ηλεκτρονίων γίνεται εκθετικά σκληρότερα καθώς ο αριθμός των εξαρτημάτων αυξάνεται, με ορισμένους υπολογισμούς που απαιτούν κυριολεκτικά δεκαετίες εργασίας για τον υπολογισμό και την επαλήθευση.ηλεκτρομαγνητισμός, αδύναμη πυρηνική δύναμη, ισχυρή πυρηνική δύναμη και βαρύτητα mdash?Ο ηλεκτρομαγνητισμός είναι ίσως ο πιο εύκολος να εξηγηθεί αυστηρά, αν και εξηγώντας ότι χρειάστηκε πλήρως πολλές εκατοντάδες επιστήμονες δεκαετίες εργασίας.Η θεωρία αναπτύχθηκε για ικανοποίηση στα τέλη της δεκαετίας του σαράντα, χάρη στο ανεξάρτητο έργο του Sin-Iro Tomonaga, του Julian Schwinger και του Richard Feynman.Έλαβαν το βραβείο Νόμπελ του 1965 στη φυσική για την προσπάθειά τους.

Εάν ο ηλεκτρομαγνητισμός ήταν η μόνη δύναμη της φύσης που λειτουργούσε στο σύμπαν, ο Qed θα προσφέρει πλήρη περιγραφή της ακριβούς φύσης του.Ωστόσο, δεν είναι, και η αναζήτηση συνεχίζεται για μια θεωρία κβαντικού πεδίου που ενσωματώνει και τις τέσσερις δυνάμεις.Επιπλέον, η επίλυση των εξισώσεων στο QED είναι πολύ δύσκολη, πιο δύσκολη από τα συμβατικά προβλήματα της κβαντικής μηχανικής, καθώς ο QED είναι μια γενίκευση της κβαντικής μηχανικής στην ειδική σχετικότητα.Οι εικόνες που συνδέονται με το QED είναι ο Richard Feynmans

Feynman Diagrams

, τα οποία χρησιμοποιούν ευθεία και σκαρφαλωμένες γραμμές για να αναλύσουν τους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους τα σωματίδια ανταλλάσσουν φωτόνια για να αλληλεπιδρούν φυσικά. Η θεωρία του QED εξακολουθεί να παράγει μαθηματικά άπειρα σε ορισμένα περιβάλλοντα καιΕνώ πολλά από αυτά τα προβλήματα έχουν επιλυθεί, επιμένουν σε ένα ορισμένο επίπεδο.

ad hoc

Οι αλγόριθμοι επαναδιάρθρωσης έχουν αναπτυχθεί για να εξομαλύνουν αυτές τις θεωρητικές ατέλειες.Αυτά τα Infinities υποδηλώνουν ότι το QED δεν είναι καθόλου τελική θεωρία, αφήνοντας το μέλλον ανοιχτό στην ανακάλυψη μιας πιο ακριβούς θεωρίας, η οποία βλέπει τον ηλεκτρομαγνητισμό στο πλαίσιο των άλλων τριών δυνάμεων της φύσης.