Βρίσκεστε εδώ: Αρχική Σελίδα >> Ιστορία του Φωτός >> Νέες Ιδέες
Η Κβαντική Ηλεκτροδυναμικη,(QED), είναι μια κβαντική θεωρία που ασχολείται με την αλληλεπίδραση φορτισμένων σωματιδίων με ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Περιγράφει με τρόπο μαθηματικό την αλληλεπίδραση του φωτός με την ύλη, αλλά και κάθε φορτισμένου σωματιδίου με ένα άλλο. Για το λόγο ότι η συμπεριφορά των ατόμων και των μορίων είναι στη φύση της ηλεκτρομαγνητική, θεωρητικά όλα τα φορτισμένα σωματίδια μπορούν να εξετασθούν σε συνθήκες εργαστηρίου.
Κάποια από τα ακριβέστερα τεστ της Κβαντικής Ηλεκτροδυναμικής έχουν να κάνουν με τις ιδιότητες των μιονίων. Η ώθηση αυτού του υποατομικού σωματιδίου έχει υπολογιστεί με ακρίβεια έξι δεκαδικών ψηφίων. Το γεγονός αυτό επιτρέπει ώστε η Κβαντική Ηλεκτροδυναμική να θεωρείται από τις ακριβέστερες θεωρίες στην ιστορία της Φυσικής.
Το 1926 ο Βρεττανός φυσικός P. A. M. Dirac έθεσε τις βάσεις της Κβαντικής Ηλεκτροδυναμικής περιγράφοντας την κίνηση και το σπιν των ηλεκτρονίων. Η Κβαντική Ηλεκτροδυναμική αναπτύχθηκε ακόμα περισσότερο στα τέλη της δεκαετίας του 1940 από τους Richard P. Feynman, Julian S. Schwinger και Tomonaga Shin'ichirx, o καθένας από τους οποίους δούλευε ανεξάρτητα από τους υπόλοιπους.
H Κβαντική Ηλεκτροδυναμική βασίζεται στην ιδέα ότι φορτισμένα σωματίδια π.χ. ηλεκτρόνια ή ποζιτρόνια αλληλεπιδρούν με την εκπομπή ή την απορρόφηση φωτονίων. Τα φωτόνια αυτά υπάρχουν μεν, δεν μπορούν να γίνουν αντιληπτά δε, διότι αν συνέβαινε αυτό θα καταρριπτόταν η αρχή διατήρησης της μάζας ή της ενέργειας. Η ανταλλαγή σωματιδίων είναι απλώς η "δύναμη" της αλληλεπίδρασης, διότι τα αλληλεπιδρώντα σωματίδια μεταβάλλουν την ταχύτητα ή την ενέργειά τους κατά την απορρόφηση ή την εκπομπή φωτονίων. Τα φωτόνια, επίσης, μπορούν να εκπεμφθούν σε ελεύθερη κατάσταση και τότε μπορούν και να ανιχνευθούν.
H αλληλεπίδραση δύο φορτισμένων σωματιδίων λαμβάνει χώρα σε μια σειρά από βήματα αυξανόμενης πολυπλοκότητας. Στην πιο απλή περίπτωση ένα μόνο φωτόνιο εμπλέκεται, στην επόμενη πιο απλή δύο φωτόνια κ.ο.κ. Όλα αυτά τα βήματα είναι δυνατόν να αναπαραχθούν γραφικά από διαγράμματα που σχεδιάστηκαν από τον Feynman. Τα διαγράμματα αυτά, πέρα της εποπτικότητας και της απλότητας που προσφέρουν, μπορούν να με ακρίβεια να περιγράψουν και μέσω αυτών να υπολογισθούν οι μεταβλητές του εκάστοτε προβλήματος. Βέβαια όσο σε μεγαλύτερο βάθος εξετάζει κάποιος τις υποατομικές διαδικασίες, τόσο υπολογιστικά πιο δύσκολες γίνονται οι διαδικασίες αυτές, ώσπου καταλήγουν σε άπειρο βάθος. Ωστόσο, η Κβαντική Ηλεκτροδυναμική υποστηρίζει ότι όσο πιο πολύπλοκή είναι η διαδικασία (π.χ. όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των εμπλεκόμενων φωτονίων) τόσο πιο απίθανο είναι αυτή να συμβεί.