Co je kvantová elektrodynamika (QED)?

Kvantová elektrodynamika (QED) je teorie kvantového pole vysvětlující, jak se elektricky nabité částice vzájemně interagují prostřednictvím výměny fotonů (světlo „quata“ nebo malé pakety světla). Fotony, a proto interakce v QED, se šíří rychlostí světla. QED je označován jako teorie rozchodu, s matematicky specifikovaným měřicím polem představujícím elektromagnetickou sílu. Teorie také vysvětluje magnetismus, protože magnetismus a elektřina jsou dvě projevy stejné základní síly, elektromagnetismus. Bylo zjištěno, že jedna předpověď QED byla přesná až 0,0038 dílů na milion, pravděpodobně nejpřesnější a nejpřesnější fyzická předpověď, jakou kdy byla vytvořena. Výpočet správných řešení chování systémů s interagujícími díly nebo většímiElektronové orbitaly se zvyšují exponenciálně těžší se zvyšováním počtu komponent, přičemž některé výpočty vyžadují doslova desetiletí práce na výpočet a ověření. Teorie byla vyvinuta ke spokojenosti na konci čtyřicátých let, díky nezávislému dílu Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger a Richard Feynman. Získali Nobelovu cenu z roku 1965 za fyziku za jejich úsilí.

Pokud by elektromagnetismus byl jedinou silou přírody působící ve vesmíru, QED by nabídl úplný popis své přesné povahy. Není to však a vyhledávání pokračuje v teorii kvantového pole, která integruje všechny čtyři síly. NavícE, řešení rovnic v QED je velmi obtížnější, obtížnější než konvenční kvantové mechanické problémy, protože QED je zobecněním kvantové mechaniky ke speciální relativitě. Obrázky nejvíce skvěle spojené s QED jsou Richard Feynman's feynman diagramy , které používají přímé a mřížky k analýze různých způsobů, jak částice vyměňují fotony, aby fyzicky interagovaly.

Teorie QED stále produkuje matematické nekonečna v určitých kontextech, a zatímco mnoho z těchto problémů bylo vyřešeno, přetrvávají na určité úrovni. ad hoc renormalizační algoritmy byly vyvinuty pro vyhlazení těchto teoretických nedokonalostí. Tyto nekonečna naznačují, že QED není v žádném případě konečnou teorií, takže budoucnost je otevřená objevu přesnější teorie, která považuje elektromagnetismus v souvislosti s ostatními třemi přírodními silami.