“量子电动力学”的版本间的差异

2017年3月5日 (日) 16:48的版本

　　量子电动力学（quantum electrodynamics），关于电磁相互作用的量子理论，研究量子化的电子场和量子化的电磁场以及它们之间相互作用过程，是量子场论中发展最为成熟的分支。英文简称QED。

　　麦克斯韦电磁场理论是经典电磁现象的基本理论，但是它不能说明微观世界广泛存在的波粒二象性，也不能说明微观世界广泛存在的粒子对的产生和湮没现象。20世纪20年代发展了量子力学，是微观粒子运动的基本理论，它在原子、分子以及固体领域中取得极大成功；但是它也不能处理粒子对产生和湮没这种量子系统粒子数发生变化的问题。量子电动力学是在经典电动力学和量子力学的基础上发展起来的。20年代末P.A.M.狄拉克、W.K.海森伯和W.泡利等人相继提出辐射的量子理论，奠定了量子电动力学的理论基础。到40年代经R.P.费因曼、J.S.施温格、朝永振一郎等人提出重正化方法，解决量子电动力学中的发散困难，得出与实验精确符合的结果，使得量子电动力学成为物理学中最成功的理论。

　　按照量子电动力学，电磁场是量子化的，它一份一份地激发，每一份是一个光量子，它能够反映光子的发射和吸收；电子场也是量子化的，它也是一份一份地激发，每一份是一个电子或一个正电子，它能够反映电子对的产生和湮没。电磁相互作用过程归结为光子和电子的产生（场的激发）、湮没（场激发的消失）和相互转化（一种场的激发转化为另一种场的激发）的过程。根据量子电动力学的这种图像，能够很好地说明光电现象、荧光现象、磷光现象、康普顿效应、轫致辐射、电子对的产生和湮没等等，并且通过重正化处理，对于电子、μ子反常磁矩和氢光谱的兰姆移位的理论计算与实验结果，达到令人赞叹的符合一致。

　　量子电动力学的胜利，鼓舞物理学家进一步探索弱相互作用、强相互作用的类似量子理论。量子电动力学建立起来的重正化方法不仅用于粒子物理学，对于统计物理学也是有用的工具。