Квантовая электродинамика. 
Основы квантовой механики и квантовой электродинамики

Основные принципы и место в современной физике

физика квантовый электродинамика гейзенберг Электромагнитное взаимодействие лежит в основе большинства процессов и явлений вокруг нас (физических, химических и биологических), поэтому оно изучено гораздо лучше, чем остальные фундаментальные силы природы. Квантовая электродинамика (КЭД), описывающая взаимодействие между электронами и фотонами, позволяет проводить наиболее точные по сравнению со всеми другими физическими теориями. КЭД возникла в результате синтеза электродинамики Максвелла и нерелятивистской квантовой механики. Фундаментальную константу — скорость света c КЭД унаследовала от классической электродинамики и специальной теории относительности, а постоянную Планка внесла квантовая механика. Основы КЭД были заложены в конце 20-х годов прошлого века Дираком и Гейзенбергом, практически сразу после создания нерелятивистской квантовой механики. Современную форму КЭД приобрела во многом благодаря работам Фейнмана, Швингера, Томонаги и Дайсона, опубликованным на рубеже 40-х и 50-х годов. На примере КЭД были открыты и сформулированы основные принципы квантовой теории поля. В настоящее время под КЭД часто понимают ту часть квантовой теории поля, в которой рассматривается лишь взаимодействие квантованных электромагнитного поля (фотонов) и заряженных лептонных полей (электронов и мюонов). Фундаментальные принципы КЭД (прежде всего калибровочная инвариантность) положены в основу современной теории сильного и слабого взаимодействий.

В рамках КЭД были открыты новые физические явления, такие как поляризация вакуума, лэмбовский сдвиг и аномальный магнитный момент электрона. Значения соответствующих физических величин были вычислены в рамках КЭД с чрезвычайно высокой точностью благодаря использованию теории возмущений по малому безразмерному параметру — постоянной тонкой структуры .

С момента своего открытия лэмбовский сдвиг и сверхтонкое расщепление в атомах водорода и дейтерия, как и аномальный магнитный момент электрона, нашли метрологическое применение, связанное с уточнением значений фундаментальных физических констант, сначала — постоянной тонкой структуры, а затем — и постоянной Ридберга. Позднее метрологическое значение приобрели исследования мюония, искусственного атома, состоящего из электрона и мюона. Блохинцев Д. И. Основы квантовой механики — Наука, 1976.