Hva er kvanteelektrodynamikk (QED)?

Quantum Elecrodynamics (QED) er kvantefeltteorien som forklarer hvordan elektrisk ladede partikler interagerer med hverandre gjennom utveksling av fotoner (lys "Quanta", eller små pakker med lys). Fotoner, og derfor interaksjoner i en QED, forplanter seg med lysets hastighet. QED blir referert til som en målerteori, med et matematisk spesifisert målerfelt som representerer den elektromagnetiske kraften. Teorien forklarer også magnetisme, ettersom magnetisme og elektrisitet er to manifestasjoner av den samme underliggende kraften, elektromagnetisme.

Teorien til QED er en av de mest velverifiserte teoriene på jorden, noen ganger ga presise resultater til ti desimale steder, og var den første kvantefeltteorien som ble kalt konsistent og fullstendig. En prediksjon gjort av QED ble funnet å være nøyaktig opp til 0,0038 deler per million, sannsynligvis den mest presise og nøyaktige fysiske prediksjonen som noen gang er gjort. Beregne riktige løsninger på atferden til systemer med samvirkende deler eller størreElektron orbitaler blir eksponentielt hardere etter hvert som antallet komponenter øker, med noen beregninger som bokstavelig talt krever flere tiår med arbeid for å beregne og verifisere.

ut av de fire naturkreftene - elektromagnetisme, er det en stor nukleforkrot. Teorien ble utviklet til tilfredshet på slutten av førtiårene, takket være det uavhengige arbeidet til Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger og Richard Feynman. De mottok Nobelprisen i fysikk i 1965 for sin innsats.

Hvis elektromagnetisme var den eneste naturkraften som opererte i universet, ville QED gi en fullstendig redegjørelse for dens eksakte natur. Det er det imidlertid ikke, og søket fortsetter etter en kvantefeltteori som integrerer alle fire krefter. VidereE, å løse ligninger i QED er veldig vanskelig, vanskeligere enn konvensjonelle kvantemekanikkproblemer, da QED er en generalisering av kvantemekanikk til spesiell relativitet. Bildene som er mest kjent assosiert med QED er Richard Feynmans Feynman -diagrammer , som bruker rette og krøllete linjer for å analysere de forskjellige måtene partikler utveksler fotoner for å samhandle fysisk.

Teorien om QED produserer fremdeles matematiske uendeligheter i visse sammenhenger, og selv om mange av disse problemene er løst, vedvarer de på et visst nivå. ad hoc renormaliseringsalgoritmer er utviklet for å glatte over disse teoretiske ufullkommenhetene. Disse uendelighetene antyder at QED ikke på noen måte er en endelig teori, og lar fremtiden åpen for oppdagelsen av en mer nøyaktig teori, en som ser på elektromagnetisme i sammenheng med de tre andre naturkreftene.