Квант электр-динамикасы

Квант электр-динамикасы - электр-магниттик талаанын заряддалган бөлүкчөлөр менен өз ара аракеттешүүлөрүнүн квант теориясы; талаанын квант теориясынын жакшы изилденген бөлүгү. 

Электр-магниттик теориянын кванттык касиеттери 1-жолу кара нурлануунун статистикалык теориясын түзүү аракетинде пайда болгон. 1900-ж. М.Планк монохроматтык жарыктын нурлануу процессинин дискреттүүлүгү жөнүндө божомолду айткан. Бул божомол боюнча талаанын энергиясы бөлүк-бөлүк (порция) түрүндө гана өзгөрө алат (ω – айлануу жыштык, – Планк турактуулугу.

Андан кийинки ачылыш А.Эйнштейн тарабынан 1905-ж. сунуш кылынган фотоэффект теориясы. Ал жарык кванттары жөнүндөгү божомолду айткан. Бул божомолдоо боюнча электр-магниттик нурлануу талаасы элементардык талаалардан туруп, алардын ар бири жарык кванттары же фотондор деп аталуу менен бөлүкчөлөрдүн касиеттерине ээ. Фотон о. эле га барабар импульс-ка да ээ болот. Энергия менен импульс-тун бул байланышы тынч абалында массасы нөлгө барабар болуучу бөлүкчөлөргө гана тиешелүү. Бул эки божомол азыркы кездеги Квант электр-динамикасында толугу менен далилденген.

Нурлануунун ырааттуу кванттык теориясын 1927-ж. англ. физиги П.Дирак иштеп чыккан. Бул теория электрон үчүн алынган Дирак тендемеси менен бирдикте электрондордун электр-магниттик талаа менен жогорку энергия учурундагы өз ара аракеттешүүсүнүн негизги маселерин чечүүгө мүмкүндүк берди. Буга мисал катары электрондор аркылуу фотондордун чачыроосун, чоң ылдамдыктагы электрондордун токтотмо нурлануусун, о. эле электрон-позитрондук жуптун пайда болушун жана аннигиляциясын алууга болот.

Квант электр-динамикасынын маселелерин чыгаруунун негизги ыкмасы дүүлүгүү теориясына негизделген. Электрондордун электр-магниттик талаа менен өз ара аракеттешүүлөрү кичине дүүлүгүү деп эсептелинет. Бул болсо өз ара аракеттешүүнү мүнөздөөчү өлчөмсүз параметрдин (е2/c≈1/137) кичине чоңдук болушунан келип чыгат. Дүүлүгүү теориясынын нөлдөн айырмалуу болгон 1-болжолдоосунан алынган бардык натыйжалар тажрыйба жүзүндө толугу менен далилденген. Бирок андан кийинки болжолдуу мүчөлөрүн эске алып жүргүзүлгөн эсептөөлөр кыйла татаал. Анткени кошумча мүчөлөр жыйналбоочу интеграл аркылуу туюнтулуп, теория мааниге ээ болбойт. Бул кыйынчылыктар Дирактын ж.б-лардын вакуумду уюлдаштыруу теориясы боюнча жүргүзүлгөн изилдөө иштери аркылуу белгилүү өлчөмдө (1949-ж.) четтетилип, жогорку тартиптеги болжолдуу мүчөлөрдү да эсепке алуу мүмкүндүгү пайда болду. Азыркы кездеги Квант электр-динамикасында принциптүү түрдөгү кыйынчылыктар гана калды. Аларга чоң энергиялуу аймак кирет. Биринчиден, тажрыйба жүзүндө мындай энергияны алууга мүмкүн болбосо, экинчиден, бул учурда негизги мааниге электр-магниттиктен тышкары башка процесстер жана өз ара аракеттер ээ болот.

Квант электр-динамикасы электр-магниттик өз ара аракеттешүүлөрү негизгиси болуп, ал эми башка өз ара аракеттешүүлөрү эсепке алынбай турган бөлүкчөлөрдүн гана кыймылы үчүн толук теория болуп эсептелинет. Мындай бөлүкчөлөр болуп электрондор жана μ-мезондор эсептелинет. Ал эми башка бөлүкчөлөр, мис., π- жана К-мезондор жана нуклондор үчүн башка өтө күчтүү өз ара аракеттешүүлөр маанилүү. Мындай өз ара аракеттешүүлөр электр-магниттик процесстерге таасирин тийгизет.

Электр-магниттик талаа ω энергиясына жана k импульсуна ээ болгон фотондордон, бөлүкчөлөрдүн тобунан турат. Бул аталган энергия менен импульс-тун өз ара байланышынан келип чыккан ω2=c2k2 катышы фотондун тынч абалындагы массасы нөлгө барабар экендигин билгизет. Ар бир кванттык абалда каалагандай сандагы фотондор болушу мүмкүн. Демек, фотондор Бозе−Эйнштейн статистикасына баш иет.

Квант электр-динамикасында вакуум түшүнүгү чоң мааниге ээ. Вакуум деп фотондор болбогон талаанын эң кичине энергияга ээ болуу абалы аталат. Бирок вакуумдун энергиясы нөлгө барабар эмес, анткени ал талаада бардык осциллятордун нөлдүк термелүүлөрүнүн энергияларынын суммасына барабар.
Азыркы кездe Квант электр-динамикасы начар жана электр-магниттик аракеттешүүлөрдүн бирдиктүү теориясынын курамындагы бөлүк катары каралат жана физика дүйнөсүнүн (гравитация жана ядролук физиканы эсепке албаганда) бардык кубулуштарын мүнөздөп жазып түшүндүрө алат (к. Начар аракеттешүү).

Ад.: Фейнман Р. Квантовая электродинамика, пер.с анг., –М.: 1964.
Физики о физике (элементарные частицы). Сб. –М.: 1977.

 Колдонулган адабияттар 
 Мамлекеттик тил жана энциклопедия борбору. Физика. Энциклопедиялык окуу куралы. 2004 Бишкек. ISBN 9967-14-010-0
Категория:Физика