4. Фейнман и квантовая электродинамика
4. Фейнман и квантовая электродинамика
Американский физик Ричард Фейнман (1918–1988) в 1965 году получил Нобелевскую премию за разработку теории квантовой электродинамики, науки о взаимодействии света с атомами и их электронами. Он способствовал будущему развитию нанотехнологии (изучения машин размером в одну миллиардную долю сантиметра) и теории кварков (фундаментальных частиц, из которых состоят «элементарные» частицы, например, протоны и электроны), а также теории сверхтекучести (состояния материи, в котором вещество течет без сопротивления).
Фейнман был выпускником Массачусетского Технологического Института, и защитил докторскую диссертацию в Принстонском Университете, у Джона Уиллера, который воспитал многих знаменитых ученых, например, Хью Эверетта. Тема диссертации Фейнмана «Принцип наименьшего действия в квантовой механике», отражала специфику его подхода — использовать базовые принципы для решения фундаментальных проблем.
Работа Фейнмана в области квантовой электродинамики, принесшая ему Нобелевскую премию, была посвящена изучению того, как электроны, позитроны (частицы с той же массой, как электроны, но с противоположным зарядом) и фотонов (кванты световой энергии) взаимодействуют друг с другом. Вместе с работами других ученых в той же области, квантовая электродинамика до сих пор остается самой точной физической теорией, составляя основу общепринятого понимания квантовой теории.
Для иллюстрации взаимодействия элементарных частиц друг с другом, Фейнман придумал то, что теперь называется «диаграммами Фейнмана». Эти диаграммы дают нам интуитивное представление о движении частиц («пространственно-временной подход»). Он предложил думать о путях частицы, как об идущих из одной точки в пространстве и времени в другую через области, которые слишком малы, чтобы их можно было точно измерить. Его метод дает правила для вычисления тенденций и вероятностей, связанных с каждым из возможных путей частицы. Складывая все эти тенденции, мы получаем наиболее вероятный физический процесс, который можно измерить в повседневной реальности.