QEDBerechnungen

QEDBerechnungen bezeichnen Berechnungen in der Quantenelektrodynamik (QED), der relativistischen Quantenfeldtheorie der elektromagnetischen Wechselwirkung. Sie zielen darauf ab, beobachtbare Größen aus ersten Prinzipien zu berechnen, darunter Energielevelverschiebungen im Atom, Streuquotienten in Elektron-Positron-Versuchen und radiative Korrekturen in Hochenergieprozessen. Die Ergebnisse liefern Vorhersagen mit außergewöhnlicher Präzision, die Experimente zu einem der genauesten Prüfungen des Standardmodells machen.

Die Methode beruht überwiegend auf der Störungstheorie in der feinen Strukturkonstante α ≈ 1/137. Beiträge werden schrittweise durch Feynman-Diagramme geordnet und mithilfe von Regularisierung und Renormalisierung behandelt. Typische Schemas sind On-Shell und MS-Bar. Hochwertige Ergebnisse erfordern oft numerische Integration, algebraische Reduktion von Diagrammen und spezialisierte Software. In manchen Bereichen kommen auch nichtperturbative Techniken oder Lattice-QED-Ansätze zum Einsatz, um Grenzen der Störungstheorie zu überwinden.

Praxisrelevante Beispiele sind der Lamb-Shift im Wasserstoffspektrum, der anomale magnetische Moment des Elektrons (g-2) und der Muon g-2, sowie präzise Radiative Korrekturen in e+e− Streuungen. Die Ergebnisse dienen als Kerntests des Standardmodells und als Referenzgrößen für mögliche neue Physik.

QED gilt als eine der am besten getesteten Theorien; Theorie und Experiment stimmen in vielen Größenordnungen überein. Eine anhaltende Diskrepanz beim Muon g-2 wird als Hinweis auf mögliche neue Phänomene diskutiert und motiviert weitere Berechnungen und Messungen.