Qu’est-ce que la QED?

La QED (Électrodynamique quantique) est une théorie quantique qui décrit l’interaction entre les particules chargées électriquement et le champ électromagnétique. Elle a été développée par Richard Feynman, Julian Schwinger et Sin-Itiro Tomonaga dans les années 1940. La QED est l’une des théories les plus précises de la physique, capable de prédire des quantités avec une précision de l’ordre de 1 partie sur 10 milliards.

Les principes de base de la QED

La QED décrit l’interaction entre les particules chargées et le champ électromagnétique en utilisant des diagrammes de Feynman, qui sont des représentations graphiques des interactions entre les particules. Les principes de la QED sont basés sur l’idée que toutes les interactions électromagnétiques sont causées par l’échange de photons, les particules élémentaires de la lumière. Les électrons, les positrons et les photons sont les principales particules impliquées dans les interactions électromagnétiques.

La QED prédit également l’existence de processus tels que l’annihilation électron-positron, la création de paires électron-positron et la diffusion Compton. La QED est compatible avec la relativité restreinte et est utilisée pour décrire des phénomènes tels que l’effet photoélectrique, le rayonnement synchrotron et les transitions atomiques.

Les applications de la QED

La QED a des applications dans de nombreux domaines de la physique, notamment la physique des particules, la physique atomique et la physique de la matière condensée. Elle est utilisée pour calculer les propriétés des particules subatomiques, telles que les masses et les constantes de couplage, ainsi que pour prédire les résultats d’expériences de collision de particules.

La QED est également utilisée pour comprendre les propriétés des atomes et des molécules, y compris les transitions électroniques et les spectres d’émission. Les effets quantiques de la QED sont importants dans la physique de la matière condensée, où ils peuvent influencer la conductivité électrique et thermique des matériaux.

Exemple de réussite de la QED

Un exemple de la réussite de la QED est la prédiction de l’anomalie magnétique de l’électron. L’anomalie magnétique de l’électron est une mesure de la manière dont l’électron interagit avec un champ magnétique extérieur. La QED prédit cette valeur avec une précision de 12 décimales, ce qui a été vérifié expérimentalement avec une précision de 9 décimales. Cette prédiction précise a fourni une confirmation supplémentaire de la validité de la QED et de la théorie quantique en général.