Qu'est-ce que l'électrodynamique quantique (QED)?
L'électrodynamique quantique (QED) est la théorie du champ quantique expliquant comment les particules chargées électriquement interagissent les unes avec les autres à travers l'échange de photons ("quanta" léger, ou petits paquets de lumière). Les photons, et donc les interactions dans un QED, se propagent à la vitesse de la lumière. QED est appelé théorie de la jauge, avec un champ de jauge spécifié mathématiquement représentant la force électromagnétique. La théorie explique également le magnétisme, car le magnétisme et l'électricité sont deux manifestations de la même force sous-jacente, l'électromagnétisme.
La théorie de QED est l'une des théories les plus bien rémunérées de la Terre, donnant parfois des résultats précis à dix places décimales, et a été la première théorie du champ quantique à être appelé cohérente et complète. Une prédiction faite par QED s'est révélée précise jusqu'à 0,0038 parties par million, probablement la prédiction physique la plus précise et la plus précise jamais faite. Calculer des solutions correctes au comportement des systèmes avec des pièces en interaction ou plusLes orbitales électroniques deviennent exponentiellement plus difficiles à mesure que le nombre de composants augmente, certains calculs nécessitant littéralement des décennies de travail pour calculer et vérifier.
sur les quatre forces de la nature - électromagnétisme, une force nucléaire faible, une force nucléaire forte et une gravité - l'électromagnétisme est probablement le plus facile à expliquer rigoureusement, bien que l'expliquant entièrement de nombreuses centaines de sciences de l'œuvre. La théorie a été développée pour satisfaire à la fin des années quarante, grâce au travail indépendant de Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger et Richard Feynman. Ils ont reçu le prix Nobel de physique de 1965 pour leurs efforts.
Si l'électromagnétisme était la seule force de la nature opérant dans l'univers, QED offrirait un compte rendu complet de sa nature exacte. Cependant, ce n'est pas le cas, et la recherche continue une théorie du champ quantique qui intègre les quatre forces. De plusE, la résolution d'équations dans QED est très difficile, plus difficile que les problèmes de mécanique quantique conventionnels, car QED est une généralisation de la mécanique quantique à la relativité spéciale. Les images les plus célèbres associées à QED sont les diagrammes Feynman de Richard Feynman , qui utilisent des lignes droites et ondulées pour analyser les différentes façons dont les particules échangent des photons pour interagir physiquement.
La théorie du QED produit toujours des infinies mathématiques dans certains contextes, et bien que beaucoup de ces problèmes aient été résolus, ils persistent à un certain niveau. Les algorithmes de renormalisation ad hoc ont été développés pour lisser ces imperfections théoriques. Ces infinités suggèrent que QED n'est en aucun cas une théorie finale, laissant l'avenir ouvert à la découverte d'une théorie plus précise, qui considère l'électromagnétisme dans le contexte des trois autres forces de la nature.