Квантна електродинамика

Из Википедије, слободне енциклопедије
Интракције у квантној електродинамици се често приказују схематски Фајнмановим дијаграмима

Квантна електродинамика (QED, од енглеског назива Quantum electrodynamics) је комплексна и математички врло сложена теорија која се описује интеракцију светлости (фотона) и материје (пре свега електрона, али и свих других наелектрисаних честица које имају спин 1/2, као што су миони).[1]:3563[2] Квантна електродинамика се дефинише као релативистичка квантна теорија поља електродинамике.[3]:vii Квантна електродинамика је компатибилна са специјалном теоријом релативности и описује све феномене осим феномена повезаних са општом теоријом релативности и радиоактивним распадима.[1]:3563

Развој[уреди]

У првој половини 20. века, физичари су се трудили да помире Максвелову електродинамику са новинама које су донеле квантна теорија и специјална теорија релативности. Пол Дирак, Вернер Хајзенберг и Волфганг Паули су дали значајне доприносе развоју математичког апарата квантне електродинамике у годинама уочи Другог светског рата. Међутим, у почетку је квантна електродинамика давала лоша предвиђања, јер су се често у једначинама појављивале бесконачне величине. Након увођења процеса ренормализације, којим се ове бесконачне величине елиминишу, као и других доприноса научника попут Ричарда Фајнмана, Јулијана Швингера и Шиничира Томонаге, квантна електродинамика је постала далеко поузданија.[1]:3563

Квантна електродинамика је посебно била револуционарна у теоријској физици захваљујући методима које је користила — уместо механицистичког приступа рачунају се одговарајуће вероватноће комбиноване са квантним особинама субатомских честица.[1]:3564

Након открића кваркова, глуона и других субатомских честица, квантна електродинамика је постала изузетно значајна у опису структуре, особина и реакција међу овим честицама, што ју је на крају учинило једном од најтачнијих, најпрецизнијих и најбоље тестираних физичких теорија.[1]:3564

Витруелни фотони[уреди]

За више информација погледајте: Виртуелни фотони

Квантна електродинамика описује интеракцију између наелектрисаних честица као размену виртуелних фотона. Како наелектрисана честица емитује или апсорбује виртуелне фотоне, тако мења своју брзину (правац, смер и/или интензитет). Витруелне фотоне (као и друге виртуелне честице) није могуће директно испитивати, већ се они анализирају само преко својих ефеката. Виртуелни фотони су, свакако, најбоље описани одговарајућим математичким алатом.[1]:3564

Фајнманови дијаграми[уреди]

Одбијање два електрона приказано Фајнмановим дијаграмом
За више информација погледајте: Фајнманови дијаграми

Фајнманови дијаграми су помоћно средство којим се представљају интеракције у квантној електродинамици у простору и времену. По правилу, време је приказано на апсциси, и тече са леве ка десној страни дијаграма. На ординати се схематски приказује кретање честица. У сваком чвору важе закони очувања енергије и момента импулса.[1]:1713-1715

Извори[уреди]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 K. Lee Lerner, Brenda Wilmoth Lerner (ур.). The Gale Encyclopaedia of Science (на језику: ((en))) (4 изд.). Farmington Hills: The Gale Group. ISBN 978-1-4144-2877-2. 
  2. A Modern Introduction to Quantum Field Theory (на језику: ((en))) (4 изд.). Chippenham: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-852073-3. 
  3. Basics of Quantum Electrodynamics (на језику: ((en))) (4 изд.). Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-19-852073-3. 

Литература[уреди]

  • K. Lee Lerner, Brenda Wilmoth Lerner (ур.). The Gale Encyclopaedia of Science (на језику: ((en))) (4 изд.). Farmington Hills: The Gale Group. ISBN 978-1-4144-2877-2. 

Види још[уреди]

Спољашње везе[уреди]