kvanttisähködynamiikka

Kvanttisähködynamiikka, lyhennettynä QED (Quantum Electrodynamics), on kvanttikenttäteoria, joka kuvaa sähkömagneettista vuorovaikutusta ja sen vaikutusta aineeseen. Se on yksi tarkimmista ja parhaiten testatuista tieteellisistä teorioista. QED yhdistää kvanttimekaniikan, erityisen suhteellisuusteorian ja sähkömagnetismin periaatteet.

Teorian perusajatuksena on, että sähkömagneettinen vuorovaikutus tapahtuu fotonien, sähkömagneettisen säteilyn kvanttien, välityksellä. Varautuneet hiukkaset, kuten elektronit ja positronit, vuorovaikuttavat keskenään emittoimalla ja absorboimalla fotoneja. Nämä vuorovaikutukset kuvataan matemaattisesti Feynmanin diagrammeilla, jotka visualisoivat hiukkasten ratoja ja niiden välisiä vuorovaikutuksia.

QED ennustaa tarkasti monia ilmiöitä, kuten atomin energiatasojen hienorakennetta, elektronin magneettista momenttia ja valon vuorovaikutusta aineen kanssa. Sen onnistuminen on ollut keskeistä modernin fysiikan kehityksessä ja se on toiminut mallina muille kvanttikenttäteorioille, kuten kvanttiväridynamiikalle (QCD) ja sähköheikolle teorialle. Vaikka QED on äärimmäisen menestyksekäs, sen matemaattinen muotoilu sisältää ns. uudelleen normalisointi-tekniikoita, jotka käsittelevät äärettömyyksiä laskuissa.