Nyelv :
SWEWE Tag :Bejelentkezés |Bejegyzés
Keresés
Enciklopédia közösség |Enciklopédia válaszok |Küldje el kérdését |Szókincs |Feltöltés ismeretek
Előző 1 Következő Válassza ki a Pages

QED

QED (kvantumelektrodinamika, angol rövidítése QED) a legérettebb a kvantumtérelmélet, fióktelepe tárgya tanulmány a kvantum természete elektromágneses kölcsönhatások (pl. foton emissziós és abszorpciós), töltött részecske termelés és megsemmisülés, szóródása töltött részecskék, töltéssel rendelkező részecskék és fotonok szétszórja, és így tovább. Felvázolja a Atomfizika, molekuláris fizika, szilárdtestfizika, a nukleáris fizika és részecskefizika minden területén az alapelvek az elektromágneses kölcsönhatás.Rövid bevezetés

Kvantumtérelmélet, kvantum dinamika leghosszabb a történelem és fejlődését a legérettebb ág, rövidítve QED. Elsősorban tanulmányozza közötti elektromágneses mezők és töltött részecskék az alapvető folyamatot. Elvileg felvázolja az elveket az atomfizika, a molekuláris fizika, szilárdtestfizika, a nukleáris fizika és részecskefizika különböző területein az elektromágneses kölcsönhatás. Azt tanulmányozza a kvantum elektromágneses kölcsönhatások természetét (azaz, a foton emissziós és abszorpciós), töltéssel rendelkező részecskék (pl. elektron-pozitron), valamint a termelés és megsemmisülés közötti töltéssel rendelkező részecskék közötti szórási töltött részecskék és a fotonok szórás. A széles körben alkalmazható, az alapfeltevése egyszerű és világos, a kísérleteket, mint az a mértéke rendkívül pontos perspektíva a modern fizika nagyon feltűnő.

A fejlesztési folyamat

Alapították 1925-ben, röviddel a kvantummechanika, PAM Dirac 1927-ben, WK és W. Heisenberg buborék elősegíti 1929 javasoltam kvantumelmélet sugárzás, lefektette az elméleti alapjait a kvantum elektrodinamika. A kvantummechanikában a töltött részecskék kölcsönhatásba léphet az elektromágneses mező, mint a perturbáció kezelni fényelnyelési és stimulált emisszió probléma, de nem tudja kezelni a problémát, a saját fénykibocsátás. Mert ha az elektromágneses mező, mint egy klasszikus megjelenés, a kibocsátott foton sugárzási tér korábban nem létezett. Atomok a gerjesztett állapot elektronikus álló államok kvantummechanika, nincs sugárzás mezőt perturbáció, ez nem fog megtörténni átmenetek. Mivel a dob, hogy meghatározza a létezését a tények, annak érdekében, hogy ezt a jelenséget, és számszerűsíteni az előfordulásuk valószínűségét adják, a kvantummechanika csak alternatív módon kezelni. Az egyik módja az, hogy a levelezés elv, az atomok a gerjesztett állapot elektronikus összegeként sok harmonikus oszcillátor, az oszcilláló áram sugárzás néhány azonosulás kvantummechanika megfelelő átmenet mátrix elem kiszámításához kibocsátás átmenet esélye. Ez a megközelítés a következő címen szerezhetők M. Planck sugárzási formula annak érdekében, hogy kapcsolja be a fogantyút levelezés leírt alapelvekkel megvalósítható. Egy másik megközelítés a használata A. Einstein spontán emisszió valószínűségét és a kapcsolat a valószínűsége felszívódását. Bár az eredmények ezen megközelítések és a kísérleti eredményeket, de mi van az elméletben és a kvantummechanika rendszer ─ ─ ellentmondásos sor kvantummechanika állapot élettartama végtelen.

Azt találtuk, hogy

1947 kísérleti fizika kihívásokat. Ezt megelőzően, a Dirac-egyenlet relativisztikus hullám leírására elektron viselkedés nagyon sikeres: az várható, hogy az elektron spin-1/2, a mágneses pillanatban

(Az úgynevezett Bohr magneton), mivel a kísérleti energiaszint a hidrogén is jó egyezést. Mivel a gyors fejlődés a kísérleti technikák ad pontosabb mérését hidrogénatomok 2P1 / 2 és 2S1 / 2 alapállapotú energia kissé eltérő, és a Dirac-egyenlet adja ugyanazt az energiát a két állam. Ez a különbség a a Bárány váltás. Ezen túlmenően, az elektronikus mágneses momentum is kissé eltér az egy Bohr Magneton. Ebben a korábban figyelmen kívül elektronok és az elektromágneses sugárzási tér a vákuum fluktuációk egymásra. Azonban ez a kölcsönhatás lehet számítani divergencia nehézségekbe ütközött, így félretették. Előtte a pontos eredményeket, meg kell oldani azt. Bárány műszak felfedezett egy év, HA Bethe és lett egy becslést. Úgy vélte a 2S1 / 2 és 2P1 / 2 state elektronikus együttműködés az energia és a vákuum-ingadozások, bár végtelen, de miután néhány közelítése a különbség jön egy véges értéket, és kvalitatív egyezést mutatnak a kísérletekkel. Szóval, hogyan, hogy van értelme az elkülönülés a végtelen közepes és nagy korlátozott része egy sor új számítástechnikai vált a közös vezető ideológia, de ezek a kísérletek még mindig viszonylag sikeres volt, de mindegyiknek van egy közös probléma: az elszakadás értelmes véges végtelen eredmények a folyamat nagyon nehézkes, és nem nagyon megbízható. Ezért meg kell találni a világos, tömör és bizonyítékokon alapuló megközelítés elméletileg illeszkednie kell a kísérleti eredményeket.

Új elméleti keret RP Feynman, JS Schwinger, Tomonaga, FJ Dyson és munkatársai 1948-ban 1949-ben létre. Ezek a "renormalizációs" koncepció fel eltérés pontos összegét díj és egyértelmű, hogy esik a újradefiniálása a minőség, hogy a magas rendű közelítése az elméleti eredmények már nem tartalmazza eltérőek. Eltérés teljes mértékben kihasználja a feldolgozó kapacitás relativisztikus kovariancia és invariancia nyomtáv. Új elméleti megfogalmazás tudott tenni, hogy foglalkozik a pontos összeget az eltérést, mert a kezdetektől fogva, szigorúan alapuló reprezentációs elmélete relativisztikus kovariáns és nyomtáv változatlan formában a követelmények alapján.

Sugárzási tér

Dirac, Heisenberg és Pauli is kvantált sugárzási térben. Amellett, hogy a hullám-részecske kettősség a fény, hogy egy egyértelmű nyilatkozatot, hogy megoldja az ellentmondást. Miután a kvantum elektromágneses mező, az elektromos térerősség E és a mágneses térerősség H egy üzemeltetők. Ezek minden egyes alkatrész felelnie bizonyos kommutáció kapcsolatok, a "várható érték" (azaz a kísérlet mérési átlag) meg kell felelnie a reláció a kvantummechanika, hogy nem egyszerre kell végleges értéket (pl. átlagos négyzetes nulla egyszerre ). Mint egy különleges eset, hogy nem lehet egyszerre készülékeket nullázni kell. No fotonok léteznek az állam (az úgynevezett sugárzási tér a vákuum állapotban), E és H zéró gondolok. Ugyanakkor az átlagos értéke a H2-E2 és nem nulla (vagy zérus ugyanazon időben MSE). Ez a kvantum vákuum ingadozás a sugárzási tér. Ez a harmonikus oszcillátor kvantummechanikai nagyon hasonló nullpont energia. A kvantum-mező után termelés és megsemmisülés általánossá válnak, az alapvető folyamat. Ezért, amikor az atom gerjesztett állapotban, bár nem léteznek fotonok, Elektronikus képes csökkenteni az állami és termel fotonok. Sugárzási tér a kiindulási megfogalmazása kvantumelmélet, tudjuk számítani a különböző töltött részecskék és az elektromágneses kölcsönhatás keresztmetszete alapvető folyamatok, mint például a Compton hatás fotoelektromos hatás, fékezési sugárzás, pár gyártása és megsemmisítése elektronok és így tovább. Ezek az eredmények arra használják, hogy a lehető legalacsonyabb szintre perturbációszámítás módszer közelítés nem nulla, és jobban megfelel a kísérleti. De nem számít, hogy milyen folyamat Az eredményeket a magas szintű közelítés bizonyos nehézségek divergencia, vagyis hogy végtelen eredményt. Ez az első 1930-ban JR Oppenheimer jegyezni. Mivel a tíz év, bár sok alapvető folyamatok elektromágneses kutatás, valamint a nagy energiájú sugárzás anyag és kozmikus sugárzás kaszkád a zuhany és egyéb szempontok a kutatás kvantumelektrodinamika tovább fejlődött, de az alapvető nehézségek az elmélet eltérés még mindig viszonylag stagnáló helyzetet.

Javítsa

Bemutatása az új elméletek mellett számos magasabb rendű korrekció számítási folyamat, az eredmények miatt, hogy megfeleljen a kísérleti körülmények és pontosságának javítása előadott feltevéssel magasabb és magasabb követelményeket. QED egy mérő mező elmélet. Az elektromágneses kölcsönhatás és a gyenge kölcsönhatás egységes kvantumtérelméleti fontos fejlődési szakaszában. Egységes elmélete elektrogyenge standard modell, és mutassa be erős kölcsönhatást QCD mérő térelméletek kategóriába tartoznak. Ezek a létesítmény az elmélet kvantumelektrodinamika és módszer, hogy referencia-és inspirációt. A tanulmány a kvantumelektrodinamika létre renormalizációs elmélet nem csak használják a részecskefizika és a statisztikus fizika egy hasznos eszköz (lásd a fázis és fázis átmenet renormálási csoport).

Mágneses, elektronikus

Elektromágneses

Az elektromágneses mezők vákuum tekinteni a potenciális másik hullám vektor kλ síkhullám szuperpozíció a overlay síkhullám hôtágulása λ komponens, az qλ. Qλ elektromágneses energia lehet kifejezni: ez a sík hullám körfrekvenciája λ. Helyes, hogy milyen oszcillátor (körfrekvenciája ωλ) energia összege. Ezért az elektromágneses mező lehet tekinteni, mint egy gyűjtemény a végtelen sok harmonikus oszcillátor. Ez egy végtelen sok szabadsági fok a mechanikai rendszer: qλ az általános koordinátákkal, pλ = Yue λ az általános lendület. Szerint a kvantummechanika, a rendszerirányító és az általános koordinálja kánonilag konjugált általános lendületét üzemeltetőnek meg kell felelnie az átváltoztatás kapcsolatokat. Ha a fenti képlet qλ és Yue λ mivel ez a szolgáltató, akkor tegye az energia területén, és az impulzus operátor kifejezve: ahol nλ állapotban van λ fotonok ─ ─ ─ ─ elektromágneses kvantum szám üzemeltető . Field Quantization valójában egy természetes kiterjesztése a kvantummechanika: korlátozott mértékű szabadságot mechanikus rendszer kiterjeszthető végtelen dimenziós kvantummechanikai szabadságfok rendszer. Felett kvantálási eljárást, hogy kezdve a látómező, nyerik a kvantálás a részecske image: Field of energia (impulzus), amely foton energia (impulzus) és a. Utána Mező kvantálás, képviselője a potenciális az elektromágneses tér lesz az üzemeltető, amely az egyéni állapottól λ foton termelés és megsemmisülés szolgáltatók annak érdekében, hogy tükrözze az elméleti foton emissziós és abszorpciós. Ezt tükrözi az elmélet hullám-részecske kettősség.

Quantum of elektromágneses fontos jellemzője, azaz a vákuum fluktuáció. A vákuum fluktuációk közvetlenül megfigyelt hatások. Például, mivel a vákuum fluktuációk, töltés nélküli párhuzamos lemezes kondenzátort között létezik a gyenge gravitáció, és ezen a ponton már kísérletek megerősítették. Természetesen a legfontosabb példa a hidrogén szintjének Lamb eltolódás, 90%-át ez a hatás annak köszönhető, hogy az elektronikus és az elektromágneses mezők okozta a kölcsönhatás a vákuum ingadozások.

Elektronikus

Dirac a relativisztikus hullám egyenlet sikeresen le az elektronmikroszkópos tulajdonságait. Annak érdekében, hogy megoldja a negatív energia megoldások egyenletek felmerülő nehézségek Dirac Curtis ki a "lyuk elmélet." Hole elmélet jósolta két al-elektron pozitron antirészecske ─ ─ ─ ─ létezés, hanem előre a elektronpár előállítása és megsemmisítése két jelenség létezik. De ez is hozza a lyuk elmélet végtelen és végtelen vákuum energiasűrűsége a vákuum díj problémát. E nehézségek kvantált Dirac mezőben a megfelelő meghatározása a negatív energia részecske-antirészecske megsemmisülés üzemeltetők létrehozásának üzemeltetője kerülni. A relativisztikus elmélet, nincs valódi egységes részecske-probléma. Még a vákuum állapotban (azaz az elektronok száma és a pozitron nulla), elektron-ingadozások vannak, és hogy leírja a változás a részecskék számát, és hogy elkerüljék a nehézségeket az elmélet a lyuk, az elektron kvantált mezőt kell. Kvantálás az elektronikus területen, akkor nem tudja az összeget a konjugált mechanika megfelel a kommutációhoz kapcsolatok a kezelésével. Kvantált elektromágneses tér, hogy a kommutáció kapcsolatok, az eredmény a fotonok száma egy bizonyos állam szolgáltató, hogy a sajátértékek 0,1,2, ...... egyenértékű. De elektronok eleget a Pauli-elv. Egy elektronok száma egy állapot csak 0 vagy 1 lehet. Ahhoz, hogy ez az eredmény, ki kell használni ellen átváltoztatás kapcsolatok helyett átváltoztatás kapcsolatok: ahol bλ minden állam nevében a λ és μ megsemmisítését elektronok az elektronok a teremtés operátor.

Két különböző módszerek kvantum kutatás ösztönözte Pauli spin-statisztikai kapcsolatot. Azt találta, hogy az egész spin-részecskék (például a fotonok) engedelmeskedik Bose - Einstein statisztikát, a táblákon kell alkalmazni, amikor a kvantum átváltoztatás kapcsolatok fél-egész spin-részecskék (például e) engedelmeskedik Fermi - Di Mubarak statisztikák során az ellenzék kell alkalmazni, amikor a kvantum átváltoztatás kapcsolatokat. Az elektron terület ψ (megfelel a Dirac-egyenlet) terepi kvantálás később is van a területen kvantum (elektronok és pozitronok) részecske képeket.

Kvantált elektromágneses tér korlát klasszikus elektromágneses tér (például a rádióhullámok) a fotonok száma nagy, a természet az elektromágneses tér a klasszikus Maxwell-egyenletek írják le. Kvantált elektron terület ψ nem tetszett a klasszikus határt, mert az állam csak akkor létezhet egy elektron. Megfelelő "klasszikus" mezőben egyenlet, amely leírja egy elektron Dirac-egyenlet, ami nyilvánvalóan nem egy klasszikus. Csak elektronok nagyjából leírta ΔpΔq >> Tu, a Dirac elektron elmélet a speciális relativitáselmélet volt tulajdonítható, hogy megfelel a klasszikus mechanika egyenletei.

Kölcsönhatás

Szerint a kvantum-elmélet szempontjából, a kölcsönhatás a részecskék közötti együttműködése révén a területen, és megvalósuljanak. Field kölcsönhatás Hamilton lehet osztani két részre

H = H0 HI,

H0 egy ingyenes elektromágneses mező a szabad elektron Hamilton mennyiségben. Ez egy bizonyos eigenstate a fotonok száma egy bizonyos számú elektronikus és pozitron állapotban. HI képviseli a kölcsönhatás az elektromágneses mezők és elektron területen, (1) arányos. Itt van γμ Dirac mátrixok, ψ és Zheng az elektronikus területen, és a hozzá tartozó területen Dirac szereplők jelentő elektron megsemmisülés (vagy pozitron előállított) és az elektron (vagy pozitron) Aμ az elektromágneses potenciál operátor képviseli foton emissziós vagy abszorpciós. Szabad terület kvantumtérelmélet (képviselők a H0) a pontos megoldás. De kölcsönhatásban területén kvantumtérelméleti (a H = H0 HI képviselők) nehéz találni egzakt megoldásokat. Csak azért, mert a finom szerkezet állandó (2) egy kis összeget, akkor nem tud HI mint a perturbáció. Szerepe egy eigenstate a H0 között átmenetek. Transitions nem jelentheti a változás a részecskék számának a részecske mozgás változó állapot (például a Compton-szórás) lehetnek fotonok, elektronok és pozitronokat száma megváltozik. HI ható kölcsönhatás egyik H0 eigenstate átmenetek is okozhat az alábbi eljárás (1. ábra):

Folyamat

① elektron-foton abszorpció vagy kibocsátás után megváltoztatni az állapotát a mozgás 1A ábra mutatja, ② pozitron felszívódás után vagy kibocsátása a foton állapotot vált a mozgás 1b ábra, mondta diagram és idő nyíl jelzi az ellenkező irányba pozitron (e antirészecskéi) ③ fotonok elektron-ba - pozitron pár ábra 1c> képviselet; ④ elektron - pozitron pár megsemmisülése fotonok 1. ábra mutatja.

Mivel az energia - impulzus megóvására vonatkozó követelményeket, önálló fellépése a HI nem minősül tényleges folyamat. Mint például a Compton-szórás

Electronics (négy momentum p) foton (négy momentum k) → E (négy momentum p) foton (négy momentum k)

A legalacsonyabb rendű összetevőket 2a ábra, ez a szám HI kereset kétszer (amely megfelel a két csúcs a térképen), az amplitúdó a elektromos töltés négyzetével arányos értékének E2, E4 azaz a valószínűsége, hogy a finom struktúra konstans négyzetével arányos értékének α2. Elektron-pozitron megsemmisülés két foton ábrán 2b, amelynek tagjai a legalacsonyabb rendű.


Előző 1 Következő Válassza ki a Pages
Használó Felülvizsgálati
Nincs még hozzászólás
Én is kommentálom [Látogató (52.90.*.*) | Bejelentkezés ]

Nyelv :
| Ellenőrző kód :


Keresés

版权申明 | 隐私权政策 | Szerzői jog @2018 A világ enciklopédikus tudás