Квантовая электродинамика

Ква́нтовая электродина́мика

Квантовая теория электромагнитных процессов; наиболее разработанная часть квантовой теории поля (См. Квантовая теория поля). Классическая электродинамика учитывает только непрерывные свойства электромагнитного поля, в основе же К. э. лежит представление о том, что электромагнитное поле обладает также и прерывными (дискретными) свойствами, носителями которых являются кванты поля — Фотоны, фотоны обладают нулевой массой покоя, энергией E = hν и импульсом р = (h/2π) k, где h — Планка постоянная, ν — частота электромагнитной волны, k — волновой вектор, ориентированный по направлению распространения волны и имеющий величину k = 2πν/c, с— скорость света. Взаимодействие электромагнитного излучения с заряженными частицами рассматривается в К. э. как поглощение и испускание частицами фотонов.

К. э. количественно объясняет эффекты взаимодействия излучения с веществом (испускание, поглощение и рассеяние), а также последовательно описывает электромагнитные взаимодействия между заряженными частицами. К числу важнейших проблем, которые не нашли объяснения в классической электродинамике, но успешно разрешаются К. э., относятся тепловое излучение тел, рассеяние рентгеновских лучей на свободных (точнее, слабо связанных) электронах (Комптона эффект), излучение и поглощение фотонов атомами и более сложными системами, испускание фотонов при рассеянии быстрых электронов во внешних полях (Тормозное излучение) и т.п. К. э. с высокой степенью точности описывает эти явления, а также любые др. явления взаимодействия электромагнитного излучения с электронами и позитронами. Меньший успех теории при рассмотрении др. процессов обусловлен тем, что в этих процессах, кроме электромагнитных взаимодействий, играют определяющую роль и взаимодействия иных типов (Сильные взаимодействия, Слабые взаимодействия).

Последовательное построение К. э. привело к пересмотру классических представлений о законах движения материи.

Лит. см. при ст. Квантовая теория поля.

В. И. Григорьев.