¿Cuáles son algunos datos interesantes pero menos conocidos sobre la electrodinámica cuántica (QED)?

Answer 1

Imagina un electrón pasando por un campo magnético constante. Clásicamente, sabemos que el camino del electrón será doblado por la fuerza de Lorentz. Pero según QED, un electrón solo puede interactuar con los fotones. ¿Los polos de un imán sólido emiten fotones? Los fotones transportan energía, ¿así que el imán se enfría gradualmente o pierde su campo magnético? Ninguna de las anteriores.

Piense en el QED como una teoría de las fluctuaciones cuánticas alrededor del vacío. La teoría de la perturbación es como calcular unos pocos términos iniciales de la expansión de Taylor alrededor de cero (a veces llamada la serie Maclaurin). Para calcular los efectos cuánticos en presencia de un campo estático, uno tiene que hacer la cuantización (teoría de la perturbación) alrededor de una solución que no sea de vacío. ¿Cómo se hace esto?

El campo electromagnético ingresa al Lagrangiano QED a través de derivadas covariantes: [math] D _ {\ mu} = \ partial _ {\ mu} + iA _ {\ mu} [/ math]. En el método del campo de fondo, el potencial electromagnético, [math] A _ {\ mu} [/ math], se divide en el campo de fondo clásico y el campo cuántico (fotón): [math] A ^ B _ {\ mu} + A ^ Q _ {\ mu} [/ math]. En particular, esto crea un nuevo vértice en el lagrangiano, [math] \ bar {\ psi} \ gamma ^ {\ mu} A ^ B _ {\ mu} \ psi [/ math], que describe una interacción del campo Dirac (electron) con un campo de fondo. La representación gráfica de este vértice es una línea de electrones con una pequeña púa que sobresale de ella. Es como si un electrón de repente pudiera emitir fotones al vacío o absorber fotones de la nada.

Esto es similar a la forma en que los electrones interactúan con el condensado de Higgs, dando como resultado el término de masa para el electrón. Por lo tanto, la interacción de un electrón con un campo magnético clásico puede entenderse como su interacción con el condensado de fotones . (Solo los bosones pueden formar un condensado, y los fotones son de hecho bosones).