نظریه میدان های کوانتومی

🟪 نظریه میدان های کوانتومی (۱)

⭕ پل دیراک کسی بود که خیلی زود توانست نظریه کوانتوم را با نسبیت خاص انیشتین ترکیب کند .او مکانیک کوانتومی و نظریه میدان الکترومغناطیسی مکسول را نیز کنار هم قرار داد و نخستین نظریه ی میدان کوانتومی را ارائه داد.به این ترتیب ،روشی قدرتمند برای توصیف کردن برهمکنش الکترومغناطیسی ماده با نور در سطح کوانتومی به دست آمد

⭕ نظریه میدان کوانتومی دیراک بیان می کند که الکترونها ،فوتون گسیل و جذب می کنند ، و دو الکترون همدیگر را دفع می کنند که این نه از طریق نوعی نیروی نامرئی که آنها را در فضا به یکدیگر پیوند بدهد،بلکه از طریق مبادله ی فوتون صورت می گیرد .تا اواخر دهه ی ۱۹۳۰ ،تمایز بین فیزیک ذرات و فیزیک میدان ها در سطح کوانتومی از میان برداشته شد.

⭕ بنابراین ،همانگونه که فوتون ها نشانه ذره مانند میدان الکترومغناطیسی هستند _ توده های انرژی خالص در مقیاس کوانتومی _ ذرات جایگزیده ی ماده از قبیل الکترون ها و کوارک ها نیز صرفا تظاهراتی از میدان های کوانتومی بنیادی تر مرتبط با آنها هستند

⭕ امابرخلاف فوتون هاو میدان الکترومغناطیسی ،این مطلب در رابطه با ذرات ماده زیاد آشکار نیست.علت این امر آن است که فوتون ها می توانند به تعداد نامحدود تجمع یابند که منجر به چیزی می شود که در مقیاس کلان به صورت میدان الکترومغناطیسی مشاهده می شود ،در حالی که ذرات ماده مانند الکترون ها و کوارک ها زیاد اجتماعی نیستند ،که علت آن یکی از قواعد مکانیک کوانتومی به نام اصل طرد پاولی است که بیان می کند که هیچ دو ذره ی مادی یکسانی نمی توانند حالت کوانتومی یکسانی را اشغال نمایند.


⭕ به این خاطر ،ما میدان های کوانتومی آنها را به آسانی حس نمی کنیم.تا اواخر دهه ۱۹۴۰، مسائل ریاضی مربوط به توصیف میدان های کوانتومی نهایتا حل و فصل شد ،و نظریه ای که الکترودینامیک کوانتومی (QED) نامیده می شود ،تکمیل گردید.

⭕ این نظریه تا به امروز به عنوان دقیق ترین نظریه در تمام علم شناخته می شود.به علاوه ،همین نظریه ی فیزیکی است که در سطح بنیادی تقریبا همه ی چیزها را در جهان اطراف ما توضیح می دهد.

⭕ زیرا زیربنای شیمی و ماهیت ماده است _ از نحوه ی کارکردن مدار های الکترونیکی و ریز تراشه ها در این لپ تاپ من گرفته تا نورون هایی که در مغزم شلیک می کنند و به انگشتانم فرمان می دهند که بر روی صفحه کلید حرکت کنند.این بدان خاطر است که QEDدر دل تمام برهمکنش های بین اتم ها قرار دارد.