Was ist die Quantenelektrodynamik (QED)?
Quantenelektrodynamik (QED) ist die Quantenfeldtheorie, die erklärt, wie elektrisch geladene Partikel durch den Austausch von Photonen (Licht "Quanta oder kleine Lichtpakete) miteinander interagieren. Photonen und damit Wechselwirkungen in einem QED verbreiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. QED wird als Messertheorie bezeichnet, wobei ein mathematisch angegebenes Messfeld die elektromagnetische Kraft darstellt. Die Theorie erklärt auch Magnetismus, da Magnetismus und Elektrizität zwei Manifestationen derselben zugrunde liegenden Kraft sind, Elektromagnetismus. Eine Vorhersage von QED wurde als genau bis zu 0,0038 Teile pro Million angemessen, wahrscheinlich die präziseste und genaueste physikalische Vorhersage, die jemals getroffen wurde. Berechnen korrekter Lösungen für das Verhalten von Systemen mit interagierenden Teilen oder größerElektronenorbitale werden mit zunehmender Anzahl der Komponenten exponentiell schwieriger, wobei einige Berechnungen buchstäblich jahrzehntelange Arbeit erfordern, um zu berechnen und zu verifizieren. Dank der unabhängigen Arbeit von Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger und Richard Feynman wurde die Theorie entwickelt, um die unabhängigen Arbeit von Sin-Itiro Tomonaga zu erfüllen. Sie erhielten den Nobelpreis von 1965 für ihre Bemühungen.
Wenn der Elektromagnetismus die einzige im Universum tätige Kraft der Natur wäre, würde QED eine vollständige Darstellung seiner genauen Natur bieten. Es ist jedoch nicht, und die Suche wird nach einer Quantenfeldtheorie fortgesetzt, die alle vier Kräfte integriert. AußerdemE, die Lösung von Gleichungen in QED ist sehr schwierig, schwieriger als herkömmliche Quantenmechanikprobleme, da QED eine Verallgemeinerung der Quantenmechanik auf besondere Relativitätstheorie ist. Die mit QED am bekanntesten assoziiertesten Bilder sind Richard Feynmans Feynman -Diagramme , die gerade und quälende Linien verwenden, um die verschiedenen Arten zu analysieren, in denen Partikel Photonen austauschen, um physisch zu interagieren.
Die Theorie von QED erzeugt in bestimmten Kontexten immer noch mathematische Unendlichkeiten, und obwohl viele dieser Probleme gelöst wurden, bestehen sie auf einer bestimmten Ebene. ad hoc Renormalisierungsalgorithmen wurden entwickelt, um diese theoretischen Unvollkommenheiten zu glätten. Diese Unendlichkeiten legen nahe, dass QED keineswegs eine endgültige Theorie ist und die Zukunft der Entdeckung einer genaueren Theorie offen lässt, die den Elektromagnetismus im Kontext der anderen drei Kräfte der Natur betrachtet.