Κβαντική ηλεκτροδυναμική: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
metafrash |
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
||
| Γραμμή 15: | Γραμμή 15: | ||
Μια πρώτη ένδειξη για μια πιθανή διέξοδο δόθηκε από τον [[Hans Bethe]] το 1947 ενώ ταξίδευε με το τρένο να φτάσει στο [[Schenectady]] από τη [[Νέα Υόρκη|Νέα Υόρκη,]] αφού έδωσε μια ομιλία στο συνέδριο στο [[Shelter Island]] για το θέμα,ο Bethe ολοκλήρωσε τον πρώτο μη-σχετικιστικό υπολογισμό της μετατόπισης των γραμμών του ατόμου του υδργόνου, όπως μετράται με Αρνί και Retherford. [10] Παρά τους περιορισμούς του υπολογισμού, η συμφωνία ήταν εξαιρετική. Η ιδέα ήταν απλά να επισυνάψετε άπειρα σε διορθώσεις των μάζών και το φορτίο που πραγματικά ηταν σταθερό σε μια πεπερασμένη τιμή από πειράματα. Με τον τρόπο αυτό, το άπειρο απορροφάται σε αυτές τις σταθερές και να δώσει ένα πεπερασμένο αποτέλεσμα σε καλή συμφωνία με τα πειράματα. Η διαδικασία αυτή ονομάστηκε κανονικοποίηση. |
Μια πρώτη ένδειξη για μια πιθανή διέξοδο δόθηκε από τον [[Hans Bethe]] το 1947 ενώ ταξίδευε με το τρένο να φτάσει στο [[Schenectady]] από τη [[Νέα Υόρκη|Νέα Υόρκη,]] αφού έδωσε μια ομιλία στο συνέδριο στο [[Shelter Island]] για το θέμα,ο Bethe ολοκλήρωσε τον πρώτο μη-σχετικιστικό υπολογισμό της μετατόπισης των γραμμών του ατόμου του υδργόνου, όπως μετράται με Αρνί και Retherford. [10] Παρά τους περιορισμούς του υπολογισμού, η συμφωνία ήταν εξαιρετική. Η ιδέα ήταν απλά να επισυνάψετε άπειρα σε διορθώσεις των μάζών και το φορτίο που πραγματικά ηταν σταθερό σε μια πεπερασμένη τιμή από πειράματα. Με τον τρόπο αυτό, το άπειρο απορροφάται σε αυτές τις σταθερές και να δώσει ένα πεπερασμένο αποτέλεσμα σε καλή συμφωνία με τα πειράματα. Η διαδικασία αυτή ονομάστηκε κανονικοποίηση. |
||
Μια πρώτη ένδειξη για μια πιθανή διέξοδο δόθηκε από τον Hans Bethe το 1947 ενώ ταξίδευε με το τρένο να φτάσει στο Schenectady από τη Νέα Υόρκη, αφού έδωσε μια ομιλία στο συνέδριο στο Shelter Island για το θέμα, Bethe ολοκλήρωσε τον πρώτο μη-σχετικιστικό υπολογισμό της μετατόπισης των γραμμών του ατόμου του υδργόνου, όπως μετράται με Αρνί και [[Retherford]]. Παρά τους περιορισμούς του υπολογισμού, η συμφωνία ήταν εξαιρετική. Η ιδέα ήταν απλά να επισυναφθούν άπειρα οι διορθώσεις των [[Μάζα|μάζών]] και των [[Ηλεκτρικό φορτίο|φορτίων]] που πραγματικά ηταν σταθερό σε μια πεπερασμένη τιμή από πειράματα. Με τον τρόπο αυτό, το άπειρο απορροφάται σε αυτές τις σταθερές και να δώσει ένα πεπερασμένο αποτέλεσμα σε καλή συμφωνία με τα πειράματα. Η διαδικασία αυτή ονομάστηκε [[κανονικοποίηση]]. |
|||
Έκδοση από την 20:55, 12 Ιουνίου 2016
Στη φυσική,η κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED) είναι η σχετικιστική κβαντική θεωρία πεδίου της ηλεκτροδυναμικής. Στην ουσία, περιγράφει πώς το φως και η ύλη αλληλεπιδρούν και είναι η πρώτη θεωρία, όπου επιτυγχάνεται πλήρης συμφωνία μεταξύ κβαντομηχανικής και ειδικής σχετικότητας.Περιγράφει μαθηματικά όλα τα φαινόμενα που αφορούν ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια που αλληλεπιδρούν μέσω της ανταλλαγής των φωτονίων και αντιπροσωπεύει την κβαντική ομόλογό της κλασικής θεωρίας ηλεκτρομαγνητισμού που δίνει πλήρη αλληλεπίδραση μεταξύ της ύλης και του φωτος.
Με τεχνικούς όρους, η κβαντική ηλεκτροδυναμική μπορεί να περιγραφεί ως μια θεωρία διαταραχών του ηλεκτρομαγνητικού κβαντικού κενού.Ο Richard Feynman το αποκάλεσε «το κόσμημα της φυσικής» για τις εξαιρετικά ακριβείς προβλέψεις του, όπως η ανώμαλη μαγνητική στιγμή του ηλεκτρονίου και τη μετατόπιση των επιπέδων ενέργειας του υδρογόνου.
Ιστορία
Η πρώτη διατύπωση της κβαντικής θεωρίας που περιγράφει την αλληλεπίδραση ακτινοβολίας και ύλης οφείλεται στον Βρετανό επιστήμονα Paul Dirac, ο οποίος (κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1920) ήταν σε θέση να υπολογίσει το συντελεστή της αυθόρμητης εκπομπής ενός ατόμου.
Ο Dirac περιέγραψε την κβάντωση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου ως ένα σύνολο αρμονικών ταλαντωτών με την εισαγωγή της έννοιας των φορέων δημιουργίας και εξαΰλωσης των σωματιδίων. Στα επόμενα χρόνια, με συνεισφορές από τον Wolfgang Pauli, Eugene Wigner, Pascual Jordan, Werner Heisenberg διετύπωσαν μια κομψη διατύπωση της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής λόγω Enrico Fermi, οι φυσικοί πίστευαν ότι, κατ 'αρχήν, θα ήταν δυνατόν να εκτελέσει οποιαδήποτε υπολογισμό για οποιαδήποτε φυσική διαδικασία που περιλαμβάνει τα φωτόνια και τα φορτισμένα σωματίδια. Ωστόσο, περαιτέρω μελέτες από τον Felix Bloch με Arnold Nordsieck, και Victor Weisskopf, το 1937 και το 1939, αποκάλυψε ότι οι εν λόγω υπολογισμοί ήταν αξιόπιστοι μόνο σε μια πρώτη σειρά της θεωρίας διαταραχών, ένα πρόβλημα που έχει ήδη επισημανθεί από τον Robert Oppenheimer. Σε μεγαλύτερες παραγγελίες στις άπειρες σειρές εμφανίστηκαν, καθιστώντας νόημα σε αυτους τους υπολογισμούς και υπήρχαν σοβαρές αμφιβολίες σχετικά με την εσωτερική συνοχή της ίδιας της θεωρίας. Χωρίς λύση για το πρόβλημα , φάνηκε ότι υπήρχε μια θεμελιώδης ασυμβατότητα μεταξύ ειδικής σχετικότητας και της κβαντικής μηχανικής.
Οι δυσκολίες με τη θεωρία αυξήθηκαν στο το τέλος του 1940. Οι βελτιώσεις στην τεχνολογία μικροκυμάτων κατέστησε δυνατό να ληφθούν πιο ακριβείς μετρήσεις της μετατόπισης των επιπέδων ενός ατόμου υδρογόνου, τώρα γνωστή ως μετατόπιση Lamb και μαγνητική στιγμή του ηλεκτρονίου.Αυτά τα πειράματα σαφώς εκτίθεται με αποκλίσεις που η θεωρία δεν ήταν σε θέση να εξηγήσει.
Μια πρώτη ένδειξη για μια πιθανή διέξοδο δόθηκε από τον Hans Bethe το 1947 ενώ ταξίδευε με το τρένο να φτάσει στο Schenectady από τη Νέα Υόρκη, αφού έδωσε μια ομιλία στο συνέδριο στο Shelter Island για το θέμα,ο Bethe ολοκλήρωσε τον πρώτο μη-σχετικιστικό υπολογισμό της μετατόπισης των γραμμών του ατόμου του υδργόνου, όπως μετράται με Αρνί και Retherford. [10] Παρά τους περιορισμούς του υπολογισμού, η συμφωνία ήταν εξαιρετική. Η ιδέα ήταν απλά να επισυνάψετε άπειρα σε διορθώσεις των μάζών και το φορτίο που πραγματικά ηταν σταθερό σε μια πεπερασμένη τιμή από πειράματα. Με τον τρόπο αυτό, το άπειρο απορροφάται σε αυτές τις σταθερές και να δώσει ένα πεπερασμένο αποτέλεσμα σε καλή συμφωνία με τα πειράματα. Η διαδικασία αυτή ονομάστηκε κανονικοποίηση.
Μια πρώτη ένδειξη για μια πιθανή διέξοδο δόθηκε από τον Hans Bethe το 1947 ενώ ταξίδευε με το τρένο να φτάσει στο Schenectady από τη Νέα Υόρκη, αφού έδωσε μια ομιλία στο συνέδριο στο Shelter Island για το θέμα, Bethe ολοκλήρωσε τον πρώτο μη-σχετικιστικό υπολογισμό της μετατόπισης των γραμμών του ατόμου του υδργόνου, όπως μετράται με Αρνί και Retherford. Παρά τους περιορισμούς του υπολογισμού, η συμφωνία ήταν εξαιρετική. Η ιδέα ήταν απλά να επισυναφθούν άπειρα οι διορθώσεις των μάζών και των φορτίων που πραγματικά ηταν σταθερό σε μια πεπερασμένη τιμή από πειράματα. Με τον τρόπο αυτό, το άπειρο απορροφάται σε αυτές τις σταθερές και να δώσει ένα πεπερασμένο αποτέλεσμα σε καλή συμφωνία με τα πειράματα. Η διαδικασία αυτή ονομάστηκε κανονικοποίηση.