第657章 量子电动力学！终结电磁相互作用！（2 / 6）
相信你已经看出来了，这就是正反物质的湮灭行为。
有了产生和湮灭算符的加持，狄拉克终于可以描述电磁场和带电粒子的种种行为。
比如：给电磁场输入能量，它就会激发出一对正反光子（光子的反光子是其本身）。
一个电子和反电子相遇后，就会湮灭成两个光子。
总之，这个新理论可以解释光子的发射和吸收、带电粒子的湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等电磁相互作用的量子性质。
因此，狄拉克将它命名为量子电动力学。
但这时候，又产生了第二个问题。
光子是电磁场的激发产生的，那实物粒子，比如电子，又是怎么产生的呢？
狄拉克的量子电动力学只能描述正反电子的湮灭，却描述不了电子的产生。
1928-1934年这一段时期，维格纳、海森堡、泡利、费米等人，利用“反对易”的方法，把实物粒子也视为由某种对应的场量子化以后激发出来。
比如电子就是由电子场激发出来的。
对于电子场的数学描述，用的就是狄拉克的算符成果。
如此一来，借助量子的概念，物理学家终于把电磁波和粒子全都统一到了“场”这个概念下。
量子电动力学所体现的量子场论框架，轰动一时！
它是量子力学的更高版本，使得物理学家对于世界的认知更为深刻。
然而，好景不长。
很快，就有人发现，量子电动力学无法解释电子的反常磁矩和兰姆移位这两个电磁学难题。
理论预测结果和实验数据相差非常大。
接着，奥本海默找到了理论上的原因。
因为在微扰计算中，量子电动力学的高阶项会出现一些不可避免的无穷大发散现象。
这是量子电动力学的第三个问题。
很长一段时间内，都没有人能解决。
直到1950年，在前人的积累下，施温格、费曼、朝永振一郎等人建立了一套系统化消除高阶项发散的方法。
这就是大名鼎鼎的“重整化”。（费曼图就是描述重整化的一种形象的图形方法。）
量子电动力学经过重整化后，对于电子的反常磁矩和兰姆移位的预测结果，达到了难以想象的精度。
至此，量子电动力学成为一门无懈可击的理论。
而量子场论也正式成为可以描述所有微观现象的框架理论。
然而，好景又不长了。
随后物理学家们发现，量子场论有两个致命问题：
第一，描述弱相互作用的费米理论是不可重整化的。即，量子场论无法有效描述弱力。 ↑返回顶部↑
有了产生和湮灭算符的加持，狄拉克终于可以描述电磁场和带电粒子的种种行为。
比如：给电磁场输入能量，它就会激发出一对正反光子（光子的反光子是其本身）。
一个电子和反电子相遇后，就会湮灭成两个光子。
总之，这个新理论可以解释光子的发射和吸收、带电粒子的湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等电磁相互作用的量子性质。
因此，狄拉克将它命名为量子电动力学。
但这时候，又产生了第二个问题。
光子是电磁场的激发产生的，那实物粒子，比如电子，又是怎么产生的呢？
狄拉克的量子电动力学只能描述正反电子的湮灭，却描述不了电子的产生。
1928-1934年这一段时期，维格纳、海森堡、泡利、费米等人，利用“反对易”的方法，把实物粒子也视为由某种对应的场量子化以后激发出来。
比如电子就是由电子场激发出来的。
对于电子场的数学描述，用的就是狄拉克的算符成果。
如此一来，借助量子的概念，物理学家终于把电磁波和粒子全都统一到了“场”这个概念下。
量子电动力学所体现的量子场论框架，轰动一时！
它是量子力学的更高版本，使得物理学家对于世界的认知更为深刻。
然而，好景不长。
很快，就有人发现，量子电动力学无法解释电子的反常磁矩和兰姆移位这两个电磁学难题。
理论预测结果和实验数据相差非常大。
接着，奥本海默找到了理论上的原因。
因为在微扰计算中，量子电动力学的高阶项会出现一些不可避免的无穷大发散现象。
这是量子电动力学的第三个问题。
很长一段时间内，都没有人能解决。
直到1950年，在前人的积累下，施温格、费曼、朝永振一郎等人建立了一套系统化消除高阶项发散的方法。
这就是大名鼎鼎的“重整化”。（费曼图就是描述重整化的一种形象的图形方法。）
量子电动力学经过重整化后，对于电子的反常磁矩和兰姆移位的预测结果，达到了难以想象的精度。
至此，量子电动力学成为一门无懈可击的理论。
而量子场论也正式成为可以描述所有微观现象的框架理论。
然而，好景又不长了。
随后物理学家们发现，量子场论有两个致命问题：
第一，描述弱相互作用的费米理论是不可重整化的。即，量子场论无法有效描述弱力。 ↑返回顶部↑