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量子电动力学的发展:费曼的诺贝尔奖

科学探索万象经验2023-05-08

基于狄拉克方程的成功,量子力学理论研究人员试图通过创建量子场论来量化电磁场。但所有这方面的尝试都失败了,因为根据该理论的计算结果是无穷大。他们对这个问题的解决方案是,使用一种称为重整化地数学技巧来忽略这些无穷大。但狄拉克说:“我对这种情况非常不满意,简单地忽略方程式中的无穷大,这不是明智的数学。

在这次会议的几个月之后,贝特发表了一篇论文,概述了第一个实验兰姆位移的方程式。在它的等式中,K值发散到无穷大,因此贝特决定使用重整化:通过用电子能量的有限值K=mc²来代替无限值。问题是进行此更改没有物理上的理由,使用它的唯一原因是最终结论和实验接近。

次年,也就是1948年,又举行了第二次物理会议。与会者除了上一次的那些人外,还有玻尔、狄拉克和费米也参加了。此次会议的重点是施温格的演讲,人们寄予厚望,希望他能解释他是如何计算g因子的。最终,施温格进行了5个小时的演讲,提出了一系列复杂且无法理解的公式。奥本海默后来评价道:“其他人发表演讲,展示如何进行计算。而施温格发表演讲,表明只有他能做到。”

1949年,这些人又召开了第三次会议。费曼将戴森的理论作为量子电动力学理论的最终形式。从那时起,费曼图成为美国物理学家的流行工具,从此名声大噪并成为新一代科学家的领导者。进一步的研究导致量子色动力学、电弱理论和粒子物理学标准模型的形成,这些都在很大程度上依赖于费曼图的使用。

在这之后,g因子的实验值不断被更新,而利用费曼图计算的戴森级数也符合实验结果。1965年,费曼、施温格和朝永振一郎也因此获得了诺贝尔物理学奖。
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