www.wikidata.id-id.nina.az

Elektrodinamika kuantum quantum electrodynamics QED adalah teori medan kuantum relativistik tentang elektrodinamika Teor

Elektrodinamika kuantum

Elektrodinamika kuantum (quantum electrodynamics, QED) adalah teori medan kuantum relativistik tentang elektrodinamika. Teori ini menjelaskan bagaimana cahaya dan materi berinteraksi dan merupakan teori pertama yang mencapai kesesuaian antara mekanika kuantum dan relativitas khusus. QED menggambarkan secara matematiks semua fenomena yang melibatkan partikel bermuatan listrik. Salah satu pendiri teori QED, Richard Feynman, menyebut teori ini sebagai the jewel of physics untuk kemampuannya meramalkan secara tepat besaran-besaran seperti anomali momen magnetik elektron, dan pergeseran Lamb tingkat-tingkat energi hidrogen.

Sejarah Sunting

Artikel utama: Sejarah mekanika kuantum dan Sejarah teori medan kuantum
Paul Dirac

Formulasi pertama teori kuantum menjelaskan interaksi radiasi dengan materi dijelaskan oleh ilmuwan Inggris Paul Dirac, yang pada tahun 1920-an mampu mendapatkan koefisien emisi spontan dari sebuah atom.

Dirac menjelaskan kuantisasi medan elektromagnetik sebagai suatu kesatuan osilator harmonis dengan mengenalkan konsep creation and annihilation operator untuk partikel. Pada tahun-tahun berikutnya, berkat kontribusi dari Wolfgang Pauli, Eugene Wigner, Pascual Jordan, Werner Heisenberg dan Enrico Fermi, fisikawan mulai mempercayai bahwa, pada dasarnya, mungkin untuk menghitung dari proses fisika apapun yang melibatkan foton dan partikel bermuatan. Namun, studi lebih lanjut oleh Felix Bloch, Arnold Nordsieck, dan Victor Weisskopf pada tahun 1937-1939, mengungkapkan bahwa perhitungan ini hanya bisa dipakai untuk teori penyimpangan orde satu, masalah yang telah dikemukakan oleh Robert Oppenheimer. Pada orde yang lebih tinggi, perhitungan yang dibuat tidak ada artinya dan malah dapat menyebabkan keraguan konsistensi teori itu sendiri. Akibat tidak adanya solusi untuk permasalahan ini pada waktu itu, maka muncul ketidakcocokan dasar antara relativitas khusus dan mekanika kuantum.

Hans Bethe

Kesulitan dengan teori ini semakin meningkat pada akhir tahun 1940-an. Perbaikan dalam teknologi gelombang mikro memungkinkan perhitungan pergeseran tingkat atom hidrogen yang lebih presisi, yang sekarang dikenal dengan nama pergeseran Lamb dan momen magnetik elektron.

Petunjuk pertama dilakukan oleh Hans Bethe pada tahun 1947, setelah menghadiri Konferensi Shelter Island. Ketika ia sedang dalam perjalanan dari konferensi ke Schenectady, ia melakukan komputasi non-relativistik pertama untuk pergeseran garis-garis atom hidrogen yang diukur oleh Lamb dan Retherford. Meski ada keterbatasan, namun hasilnya baik. Idenya sederhana, yaitu memasang tak berhingga ke koreksi massa dan muatan yang disesuaikan pada nilai tertentu melalui eksperimen. Dengan cara ini, ketidakterbatasan akan diserap dalam konstanta dan menghasilkan nilai tertentu yang hasilnya sesuai dengan eksperimen. Prosedur ini dinamakan renormalisasi.

Feynman (center) and Oppenheimer (right) at Los Alamos.

Berdasarkan intuisi Bethe dan makalah oleh Shin'ichirō Tomonaga, Julian Schwinger, Richard Feynman dan Freeman Dyson, akhirnya dimungkinkan untuk dapat formulasi kovarian yang terbatas pada orde berapapun untuk penyimpangan elektrodinamika kuantum. Shin'ichirō Tomonaga, Julian Schwinger dan Richard Feynman memperoleh hadiah Nobel Fisika pada tahun 1965 atas hasil kerja mereka pada bidang ini.

QED berperan sebagai model dan templat untuk semua teori medan kuantum. Salah satu teorinya adalah kromodinamika kuantum, yang dimulai pada awal tahun 1960-an dan menjadi bentuk yang sekarang kita kenal pada tahun 1970-an berkat hasil kerja H. David Politzer, Sidney Coleman, David Gross dan Frank Wilczek. Dari hasil kerja Schwinger, Gerald Guralnik, Dick Hagen, dan Tom Kibble, Peter Higgs, Jeffrey Goldstone, Sheldon Glashow, Steven Weinberg dan Abdus Salam secara independeny menunjukkan bagaimana gaya nuklir lemah dan elektrodinamika kuantum dapat digabungkan menjadi gaya listrik lemah.

Referensi Sunting

  1. Feynman, Richard (1985). "Chapter 1". QED: The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press. hlm. 6. ISBN 978-0691125756. 
  2. P.A.M. Dirac (1927). "The Quantum Theory of the Emission and Absorption of Radiation". Proceedings of the Royal Society of London A. 114 (767): 243–65. Bibcode:1927RSPSA.114..243D. doi:10.1098/rspa.1927.0039. 
  3. E. Fermi (1932). "Quantum Theory of Radiation". Reviews of Modern Physics. 4: 87–132. Bibcode:1932RvMP....4...87F. doi:10.1103/RevModPhys.4.87. 
  4. Bloch, F.; Nordsieck, A. (1937). "Note on the Radiation Field of the Electron". Physical Review. 52 (2): 54–59. Bibcode:1937PhRv...52...54B. doi:10.1103/PhysRev.52.54. 
  5. V. F. Weisskopf (1939). "On the Self-Energy and the Electromagnetic Field of the Electron". Physical Review. 56: 72–85. Bibcode:1939PhRv...56...72W. doi:10.1103/PhysRev.56.72. 
  6. R. Oppenheimer (1930). "Note on the Theory of the Interaction of Field and Matter". Physical Review. 35 (5): 461–77. Bibcode:1930PhRv...35..461O. doi:10.1103/PhysRev.35.461. 
  7. Lamb, Willis; Retherford, Robert (1947). "Fine Structure of the Hydrogen Atom by a Microwave Method,". Physical Review. 72 (3): 241–43. Bibcode:1947PhRv...72..241L. doi:10.1103/PhysRev.72.241. 
  8. Foley, H.M.; Kusch, P. (1948). "On the Intrinsic Moment of the Electron". Physical Review. 73 (3): 412. Bibcode:1948PhRv...73..412F. doi:10.1103/PhysRev.73.412. 
  9. ^ H. Bethe (1947). "The Electromagnetic Shift of Energy Levels". Physical Review. 72 (4): 339–41. Bibcode:1947PhRv...72..339B. doi:10.1103/PhysRev.72.339. 
  10. Schweber, Silvan (1994). "Chapter 5". QED and the Men Who Did it: Dyson, Feynman, Schwinger, and Tomonaga. Princeton University Press. hlm. 230. ISBN 978-0-691-03327-3. 
  11. S. Tomonaga (1946). "On a Relativistically Invariant Formulation of the Quantum Theory of Wave Fields". Progress of Theoretical Physics. 1 (2): 27–42. doi:10.1143/PTP.1.27. 
  12. J. Schwinger (1948). "On Quantum-Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron". Physical Review. 73 (4): 416–17. Bibcode:1948PhRv...73..416S. doi:10.1103/PhysRev.73.416. 
  13. J. Schwinger (1948). "Quantum Electrodynamics. I. A Covariant Formulation". Physical Review. 74 (10): 1439–61. Bibcode:1948PhRv...74.1439S. doi:10.1103/PhysRev.74.1439. 
  14. R. P. Feynman (1949). "Space–Time Approach to Quantum Electrodynamics". Physical Review. 76 (6): 769–89. Bibcode:1949PhRv...76..769F. doi:10.1103/PhysRev.76.769. 
  15. R. P. Feynman (1949). "The Theory of Positrons". Physical Review. 76 (6): 749–59. Bibcode:1949PhRv...76..749F. doi:10.1103/PhysRev.76.749. 
  16. R. P. Feynman (1950). "Mathematical Formulation of the Quantum Theory of Electromagnetic Interaction". Physical Review. 80 (3): 440–57. Bibcode:1950PhRv...80..440F. doi:10.1103/PhysRev.80.440. 
  17. F. Dyson (1949). "The Radiation Theories of Tomonaga, Schwinger, and Feynman". Physical Review. 75 (3): 486–502. Bibcode:1949PhRv...75..486D. doi:10.1103/PhysRev.75.486. 
  18. F. Dyson (1949). "The S Matrix in Quantum Electrodynamics". Physical Review. 75 (11): 1736–55. Bibcode:1949PhRv...75.1736D. doi:10.1103/PhysRev.75.1736. 
  19. "The Nobel Prize in Physics 1965". Nobel Foundation. Diakses tanggal 2008-10-09. 
  20. Guralnik, G. S.; Hagen, C. R.; Kibble, T. W. B. (1964). "Global Conservation Laws and Massless Particles". Physical Review Letters. 13 (20): 585–87. Bibcode:1964PhRvL..13..585G. doi:10.1103/PhysRevLett.13.585. 
  21. Guralnik, G. S. (2009). "The History of the Guralnik, Hagen and Kibble development of the Theory of Spontaneous Symmetry Breaking and Gauge Particles". International Journal of Modern Physics A. 24 (14): 2601–27. arXiv:0907.3466 . Bibcode:2009IJMPA..24.2601G. doi:10.1142/S0217751X09045431. 


wikipedia, wiki, buku, buku, perpustakaan, artikel, baca, unduh, gratis, unduh gratis, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, gambar, musik, lagu, film, buku, permainan, permainan.
Tanggal penerbitan:
Elektrodinamika kuantum quantum electrodynamics QED adalah teori medan kuantum relativistik tentang elektrodinamika Teori ini menjelaskan bagaimana cahaya dan materi berinteraksi dan merupakan teori pertama yang mencapai kesesuaian antara mekanika kuantum dan relativitas khusus QED menggambarkan secara matematiks semua fenomena yang melibatkan partikel bermuatan listrik Salah satu pendiri teori QED Richard Feynman menyebut teori ini sebagai the jewel of physics untuk kemampuannya meramalkan secara tepat besaran besaran seperti anomali momen magnetik elektron dan pergeseran Lamb tingkat tingkat energi hidrogen 1 Sejarah SuntingArtikel utama Sejarah mekanika kuantum dan Sejarah teori medan kuantum nbsp Paul DiracFormulasi pertama teori kuantum menjelaskan interaksi radiasi dengan materi dijelaskan oleh ilmuwan Inggris Paul Dirac yang pada tahun 1920 an mampu mendapatkan koefisien emisi spontan dari sebuah atom 2 Dirac menjelaskan kuantisasi medan elektromagnetik sebagai suatu kesatuan osilator harmonis dengan mengenalkan konsep creation and annihilation operator untuk partikel Pada tahun tahun berikutnya berkat kontribusi dari Wolfgang Pauli Eugene Wigner Pascual Jordan Werner Heisenberg dan Enrico Fermi 3 fisikawan mulai mempercayai bahwa pada dasarnya mungkin untuk menghitung dari proses fisika apapun yang melibatkan foton dan partikel bermuatan Namun studi lebih lanjut oleh Felix Bloch Arnold Nordsieck 4 dan Victor Weisskopf 5 pada tahun 1937 1939 mengungkapkan bahwa perhitungan ini hanya bisa dipakai untuk teori penyimpangan orde satu masalah yang telah dikemukakan oleh Robert Oppenheimer 6 Pada orde yang lebih tinggi perhitungan yang dibuat tidak ada artinya dan malah dapat menyebabkan keraguan konsistensi teori itu sendiri Akibat tidak adanya solusi untuk permasalahan ini pada waktu itu maka muncul ketidakcocokan dasar antara relativitas khusus dan mekanika kuantum nbsp Hans BetheKesulitan dengan teori ini semakin meningkat pada akhir tahun 1940 an Perbaikan dalam teknologi gelombang mikro memungkinkan perhitungan pergeseran tingkat atom hidrogen yang lebih presisi 7 yang sekarang dikenal dengan nama pergeseran Lamb dan momen magnetik elektron 8 Petunjuk pertama dilakukan oleh Hans Bethe pada tahun 1947 9 setelah menghadiri Konferensi Shelter Island 10 Ketika ia sedang dalam perjalanan dari konferensi ke Schenectady ia melakukan komputasi non relativistik pertama untuk pergeseran garis garis atom hidrogen yang diukur oleh Lamb dan Retherford 9 Meski ada keterbatasan namun hasilnya baik Idenya sederhana yaitu memasang tak berhingga ke koreksi massa dan muatan yang disesuaikan pada nilai tertentu melalui eksperimen Dengan cara ini ketidakterbatasan akan diserap dalam konstanta dan menghasilkan nilai tertentu yang hasilnya sesuai dengan eksperimen Prosedur ini dinamakan renormalisasi nbsp Feynman center and Oppenheimer right at Los Alamos Berdasarkan intuisi Bethe dan makalah oleh Shin ichirō Tomonaga 11 Julian Schwinger 12 13 Richard Feynman 14 15 16 dan Freeman Dyson 17 18 akhirnya dimungkinkan untuk dapat formulasi kovarian yang terbatas pada orde berapapun untuk penyimpangan elektrodinamika kuantum Shin ichirō Tomonaga Julian Schwinger dan Richard Feynman memperoleh hadiah Nobel Fisika pada tahun 1965 atas hasil kerja mereka pada bidang ini 19 QED berperan sebagai model dan templat untuk semua teori medan kuantum Salah satu teorinya adalah kromodinamika kuantum yang dimulai pada awal tahun 1960 an dan menjadi bentuk yang sekarang kita kenal pada tahun 1970 an berkat hasil kerja H David Politzer Sidney Coleman David Gross dan Frank Wilczek Dari hasil kerja Schwinger Gerald Guralnik Dick Hagen dan Tom Kibble 20 21 Peter Higgs Jeffrey Goldstone Sheldon Glashow Steven Weinberg dan Abdus Salam secara independeny menunjukkan bagaimana gaya nuklir lemah dan elektrodinamika kuantum dapat digabungkan menjadi gaya listrik lemah Referensi Sunting Feynman Richard 1985 Chapter 1 QED The Strange Theory of Light and Matter Princeton University Press hlm 6 ISBN 978 0691125756 P A M Dirac 1927 The Quantum Theory of the Emission and Absorption of Radiation Proceedings of the Royal Society of London A 114 767 243 65 Bibcode 1927RSPSA 114 243D doi 10 1098 rspa 1927 0039 E Fermi 1932 Quantum Theory of Radiation Reviews of Modern Physics 4 87 132 Bibcode 1932RvMP 4 87F doi 10 1103 RevModPhys 4 87 Bloch F Nordsieck A 1937 Note on the Radiation Field of the Electron Physical Review 52 2 54 59 Bibcode 1937PhRv 52 54B doi 10 1103 PhysRev 52 54 V F Weisskopf 1939 On the Self Energy and the Electromagnetic Field of the Electron Physical Review 56 72 85 Bibcode 1939PhRv 56 72W doi 10 1103 PhysRev 56 72 R Oppenheimer 1930 Note on the Theory of the Interaction of Field and Matter Physical Review 35 5 461 77 Bibcode 1930PhRv 35 461O doi 10 1103 PhysRev 35 461 Lamb Willis Retherford Robert 1947 Fine Structure of the Hydrogen Atom by a Microwave Method Physical Review 72 3 241 43 Bibcode 1947PhRv 72 241L doi 10 1103 PhysRev 72 241 Foley H M Kusch P 1948 On the Intrinsic Moment of the Electron Physical Review 73 3 412 Bibcode 1948PhRv 73 412F doi 10 1103 PhysRev 73 412 a b H Bethe 1947 The Electromagnetic Shift of Energy Levels Physical Review 72 4 339 41 Bibcode 1947PhRv 72 339B doi 10 1103 PhysRev 72 339 Schweber Silvan 1994 Chapter 5 QED and the Men Who Did it Dyson Feynman Schwinger and Tomonaga Princeton University Press hlm 230 ISBN 978 0 691 03327 3 S Tomonaga 1946 On a Relativistically Invariant Formulation of the Quantum Theory of Wave Fields Progress of Theoretical Physics 1 2 27 42 doi 10 1143 PTP 1 27 J Schwinger 1948 On Quantum Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron Physical Review 73 4 416 17 Bibcode 1948PhRv 73 416S doi 10 1103 PhysRev 73 416 J Schwinger 1948 Quantum Electrodynamics I A Covariant Formulation Physical Review 74 10 1439 61 Bibcode 1948PhRv 74 1439S doi 10 1103 PhysRev 74 1439 R P Feynman 1949 Space Time Approach to Quantum Electrodynamics Physical Review 76 6 769 89 Bibcode 1949PhRv 76 769F doi 10 1103 PhysRev 76 769 R P Feynman 1949 The Theory of Positrons Physical Review 76 6 749 59 Bibcode 1949PhRv 76 749F doi 10 1103 PhysRev 76 749 R P Feynman 1950 Mathematical Formulation of the Quantum Theory of Electromagnetic Interaction Physical Review 80 3 440 57 Bibcode 1950PhRv 80 440F doi 10 1103 PhysRev 80 440 F Dyson 1949 The Radiation Theories of Tomonaga Schwinger and Feynman Physical Review 75 3 486 502 Bibcode 1949PhRv 75 486D doi 10 1103 PhysRev 75 486 F Dyson 1949 The S Matrix in Quantum Electrodynamics Physical Review 75 11 1736 55 Bibcode 1949PhRv 75 1736D doi 10 1103 PhysRev 75 1736 The Nobel Prize in Physics 1965 Nobel Foundation Diakses tanggal 2008 10 09 Guralnik G S Hagen C R Kibble T W B 1964 Global Conservation Laws and Massless Particles Physical Review Letters 13 20 585 87 Bibcode 1964PhRvL 13 585G doi 10 1103 PhysRevLett 13 585 Guralnik G S 2009 The History of the Guralnik Hagen and Kibble development of the Theory of Spontaneous Symmetry Breaking and Gauge Particles International Journal of Modern Physics A 24 14 2601 27 arXiv 0907 3466 nbsp Bibcode 2009IJMPA 24 2601G doi 10 1142 S0217751X09045431 Diperoleh dari https id wikipedia org w index php title Elektrodinamika kuantum amp oldid 22517663