ควอนตัมอิเล็กโทรดนิกส์ (QED) คืออะไร?

ควอนตัมอิเล็กโทรดนิกส์ (QED) เป็นทฤษฎีสนามควอนตัมอธิบายว่าอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้ามีการโต้ตอบกันอย่างไรผ่านการแลกเปลี่ยนโฟตอน (ปริมาณแสงหรือแพ็คเก็ตแสงน้อย)โฟตอนและการโต้ตอบใน QED แพร่กระจายด้วยความเร็วแสงQED เรียกว่าทฤษฎีมาตรวัดโดยมีสนามเกจวัดทางคณิตศาสตร์ที่แสดงถึงแรงแม่เหล็กไฟฟ้าทฤษฎีนี้ยังอธิบายถึงแม่เหล็กเนื่องจากแม่เหล็กและไฟฟ้าเป็นสองอาการของแรงพื้นฐานเดียวกันคือแม่เหล็กไฟฟ้า

ทฤษฎีของ QED เป็นหนึ่งในทฤษฎีที่ได้รับการตรวจสอบอย่างดีที่สุดในโลกบางครั้งให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำถึงสิบตำแหน่งทศนิยมทฤษฎีฟิลด์ควอนตัมแรกที่เรียกว่าสอดคล้องและสมบูรณ์การคาดการณ์หนึ่งครั้งที่ทำโดย QED พบว่ามีความแม่นยำสูงถึง. 0038 ส่วนต่อล้านซึ่งอาจเป็นการคาดการณ์ทางกายภาพที่แม่นยำและแม่นยำที่สุดเท่าที่เคยมีมาการคำนวณวิธีแก้ปัญหาที่ถูกต้องเกี่ยวกับพฤติกรรมของระบบที่มีชิ้นส่วนที่มีปฏิสัมพันธ์หรือวงโคจรอิเล็กตรอนขนาดใหญ่นั้นยากขึ้นอย่างมากเมื่อจำนวนส่วนประกอบเพิ่มขึ้นโดยมีการคำนวณบางอย่างที่ต้องใช้งานมานานหลายทศวรรษในการคำนวณและตรวจสอบแม่เหล็กไฟฟ้าแรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอแรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและแรงโน้มถ่วง mdash;แม่เหล็กไฟฟ้าน่าจะเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการอธิบายอย่างเข้มงวดแม้ว่าการอธิบายว่ามันต้องใช้เวลานักวิทยาศาสตร์หลายร้อยคนหลายร้อยปีในการทำงานทฤษฎีได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อความพึงพอใจในวัยสี่สิบปลายขอบคุณงานอิสระของ Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger และ Richard Feynmanพวกเขาได้รับรางวัลโนเบลในปี 1965 ในฟิสิกส์สำหรับความพยายามของพวกเขา

หากแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังเดียวของธรรมชาติที่ปฏิบัติการในจักรวาล QED จะเสนอบัญชีที่สมบูรณ์ของธรรมชาติที่แน่นอนอย่างไรก็ตามมันไม่ใช่และการค้นหายังคงดำเนินต่อไปสำหรับทฤษฎีฟิลด์ควอนตัมซึ่งรวมกองกำลังทั้งสี่เข้าด้วยกันนอกจากนี้การแก้สมการใน QED นั้นยากมากยากกว่าปัญหากลศาสตร์ควอนตัมทั่วไปเนื่องจาก QED เป็นภาพรวมของกลศาสตร์ควอนตัมกับสัมพัทธภาพพิเศษภาพที่มีชื่อเสียงที่สุดที่เกี่ยวข้องกับ QED คือ Richard Feynmans

Feeynman Diagrams

ซึ่งใช้เส้นตรงและ squiggly เพื่อวิเคราะห์วิธีการต่าง ๆ ที่อนุภาคแลกเปลี่ยนโฟตอนเพื่อโต้ตอบทางร่างกาย

ทฤษฎีของ QEDในขณะที่ปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขพวกเขายังคงอยู่ในระดับหนึ่งอัลกอริธึมการปรับเปลี่ยนแบบใหม่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อทำให้ความไม่สมบูรณ์ทางทฤษฎีเหล่านี้ราบรื่นInfinities เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า QED ไม่ได้เป็นทฤษฎีขั้นสุดท้ายใด ๆ ปล่อยให้อนาคตเปิดสู่การค้นพบทฤษฎีที่แม่นยำยิ่งขึ้นซึ่งเป็นสิ่งที่มองเห็นแม่เหล็กไฟฟ้าในบริบทของอีกสามกองกำลังของธรรมชาติ