Квантавая электрадынаміка

Квантавая электрадынаміка (КЭД) — квантавапалявая тэорыя электрамагнітных узаемадзеянняў; найбольш распрацаваная частка квантавай тэорыі поля. Класічная электрадынаміка ўлічвае толькі неперарыўныя ўласцівасці электрамагнітнага поля, у аснове ж квантавай электрадынамікі ляжыць уяўленне аб тым, што электрамагнітнае поле валодае таксама і перарыўнымі (дыскрэтнымі) уласцівасцямі, носьбітамі якіх з’яўляюцца кванты поля — фатоны. Узаемадзеянне электрамагнітнага выпраменьвання з зараджанымі часціцамі разглядаецца ў квантавай электрадынаміцы як паглынанне і выпусканне часціцамі фатонаў.

Электрадынаміка

Электрычнасць · Магнетызм Электрастатыка Закон Кулона Тэарэма Гауса Электрычны дыпольны момант Электрычны зарад Электрычная індукцыя Электрычнае поле Электрастатычны патэнцыял Магнітастатыка Закон Біё — Савара — Лапласа Закон Ампера Магнітны момант Магнітнае поле Магнітны паток Электрадынаміка Вектарны патэнцыял Электрычны дыполь Патэнцыялы Ліенара — Віхерта Сіла Лорэнца Ток зрушэння Уніпалярная індукцыя Ураўненні Максвела Электрычны ток Электрарухальная сіла Электрамагнітная індукцыя Электрамагнітнае выпраменьванне Электрамагнітнае поле Электрычны ланцуг Закон Ома Правілы Кірхгофа Індуктыўнасць Радыёхвалявод Рэзанатар Электрычная ёмістасць Электрычная праводнасць Электрычнае супраціўленне Электрычны імпеданс Каварыянтная фармулёўка Тэнзар электрамагнітнага поля Тэнзар энергіі-імпульсу 4-патэнцыял 4-ток Вядомыя вучоныя Генры Кавендыш Майкл Фарадэй Андрэ Мары Ампер Густаў Роберт Кірхгоф Джэймс Клерк Максвел Генрых Рудольф Герц Альберт Абрахам Майкельсан Роберт Эндрус Мілікен

Квантавая электрадынаміка колькасна тлумачыць эфекты ўзаемадзеяння выпраменьвання з рэчывам (выпусканне, паглынанне і рассейванне), а таксама паслядоўна апісвае электрамагнітныя ўзаемадзеянні паміж зараджанымі часціцамі. Да ліку найважнейшых праблем, якія не знайшлі тлумачэння ў класічнай электрадынаміцы, але паспяхова вырашаюцца квантавай электрадынамікай, адносяцца цеплавое выпраменьванне цел, рассейванне рэнтгенаўскіх прамянёў на свабодных (дакладней, слаба звязаных) электронах (эфект Комптана), выпраменьванне і паглынанне фатонаў атамамі і больш складанымі сістэмамі, выпусканне фатонаў пры рассеянні хуткіх электронаў у знешніх палях (тармазное выпраменьванне) і іншыя працэсы ўзаемадзеяння электронаў, пазітронаў і фатонаў. Меншы поспех тэорыі пры разглядзе працэсаў з удзелам іншых часціц абумоўлены тым, што ў гэтых працэсах, акрамя электрамагнітных узаемадзеянняў, іграюць важную ролю і іншыя фундаментальныя ўзаемадзеянні (моцнае ўзаемадзеянне, слабае ўзаемадзеянне).

Гісторыя стварэння тэорыі

Квантавая электрадынаміка як паслядоўная квантавая тэорыя поля была створана ў 1940-х гадах у працах Фейнмана, Швінгера, Таманагі, Дайсана. Гэта была першая перанармуемая тэорыя поля.

Аксіёмы квантавай электрадынамікі

1. Кожнай падзеі квантавай электрадынамікі (напрыклад, перамяшчэнню фатона або электрона з адной кропкі прасторы-часу ў другую ці выпускання або паглынання фатона электронам) адпавядае камплексны лік — амплітуда імавернасці падзеі. Імавернасць падзеі роўная квадрату модуля амплітуды імавернасці падзеі.
2. Калі падзея можа адбыцца ўзаемавыключальнымі спосабамі, амплітуды імавернасцей падзей складаюцца. Калі падзея адбываецца паэтапна, або ў выніку рада незалежных падзей, амплітуды імавернасцей падзей перамнажаюцца.

Найважнейшыя вынікі ў КЭД

• анамальны магнітны момант электрона і мюона
• лэмбаўскі зрух

Сучасныя напрамкі даследаванняў у КЭД

• нелінейная КЭД
• КЭД у знешніх палях
• некамутатыўная КЭД

Літаратура

• Квантовая электродинамика // Физическая энциклопедия (гл. редактор А. М. Прохоров).
• Соколов А. А. Введение в квантовую электродинамику. М.: ГИФМЛ, 1958.
• Тирринг В. Е. Принципы квантовой электродинамики. М.: Высш. шк., 1964.
• Фейнман Р. КЭД — странная теория света и вещества. М.: Наука, 1988. 144 с. Серия Библиотечка «Квант», выпуск 66.