Apa itu Quantum Electrodynamics (QED)?

Elektrodinamika kuantum (QED) adalah teori medan kuantum yang menjelaskan bagaimana partikel bermuatan listrik berinteraksi satu sama lain melalui pertukaran foton (quanta cahaya, atau paket cahaya kecil).Foton, dan karena itu interaksi dalam QED, merambat dengan kecepatan cahaya.QED disebut sebagai teori pengukur, dengan bidang pengukur yang ditentukan secara matematis mewakili gaya elektromagnetik.Teori ini juga menjelaskan magnetisme, karena magnetisme dan listrik adalah dua manifestasi dari gaya yang mendasari yang sama, elektromagnetisme.

Teori QED adalah salah satu teori yang paling diverifikasi dengan baik di Bumi, kadang-kadang memberikan hasil yang tepat untuk sepuluh tempat desimal, dan duluTeori medan kuantum pertama yang disebut konsisten dan lengkap.Satu prediksi yang dibuat oleh QED ditemukan akurat hingga 0,0038 bagian per juta, mungkin prediksi fisik yang paling tepat dan akurat yang pernah dibuat.Mengomputasi solusi yang benar untuk perilaku sistem dengan bagian yang berinteraksi atau orbital elektron yang lebih besar semakin sulit secara eksponensial karena jumlah komponen meningkat, dengan beberapa perhitungan yang membutuhkan beberapa dekade pekerjaan secara harfiah untuk menghitung dan memverifikasi.

dari empat kekuatan alam mdash;elektromagnetisme, gaya nuklir yang lemah, gaya nuklir yang kuat dan gravitasi mdash;Elektromagnetisme mungkin yang paling mudah dijelaskan dengan ketat, meskipun menjelaskannya sepenuhnya membutuhkan ratusan ilmuwan kerja dekade.Teori ini dikembangkan untuk kepuasan di akhir empat puluhan, berkat karya independen Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger dan Richard Feynman.Mereka menerima Hadiah Nobel 1965 dalam Fisika atas upaya mereka.

Jika elektromagnetisme adalah satu -satunya kekuatan alam yang beroperasi di alam semesta, QED akan menawarkan akun lengkap tentang sifatnya yang tepat.Namun, itu tidak, dan pencarian berlanjut untuk teori medan kuantum yang mengintegrasikan keempat kekuatan.Selain itu, pemecahan persamaan dalam QED sangat sulit, lebih sulit daripada masalah mekanika kuantum konvensional, karena QED adalah generalisasi mekanika kuantum terhadap relativitas khusus.Gambar yang paling terkenal terkait dengan QED adalah Richard Feynmans Diagram Feynman , yang menggunakan garis lurus dan berlekuk untuk menganalisis berbagai cara di mana partikel bertukar foton untuk berinteraksi secara fisik.

Teori QED masih menghasilkan infinitas matematika dalam konteks tertentu, danSementara banyak dari masalah ini telah diselesaikan, mereka bertahan pada tingkat tertentu.Algoritma algoritma renormalisasi ad hoc telah dikembangkan untuk menghaluskan ketidaksempurnaan teoretis ini.Infinitas ini menunjukkan bahwa QED bukan dengan cara apa pun teori akhir, membiarkan masa depan terbuka untuk penemuan teori yang lebih akurat, yang memandang elektromagnetisme dalam konteks tiga kekuatan alam lainnya.