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Concept
Électrodynamique quantique
Résumé
Lélectrodynamique quantique (parfois dite relativiste) est une théorie physique ayant pour but de concilier l'électromagnétisme avec la mécanique quantique en utilisant un formalisme lagrangien relativiste. Selon cette théorie, les charges électriques interagissent par échange de photons virtuels.
L'étude statique (absence d'évolution au cours du temps) du champ électrique s'appelle électrostatique, celle du champ magnétique magnétostatique. En dynamique, les deux champs deviennent couplés, devenant une seule discipline, l'électro-magnéto-dynamique. En français, on parle d'électromagnétisme, en insistant sur le couplage, tandis qu’en anglais, on parle d'électrodynamique pour insister sur l'opposition à la statique. Le terme électrodynamique quantique est la traduction littérale de l'anglais quantum electrodynamics (QED), qui est la généralisation de electrodynamics. En français, il aurait été plus intuitif de parler d'électromagnétisme quantique.
La première formulation quantique de l'interaction des radiations et de la matière remonte aux travaux du physicien britannique Paul Dirac qui, pendant les années 1920, est le premier à établir le coefficient de l'émission spontanée d'un atome. Dirac modélise le champ électromagnétique en utilisant un ensemble d'oscillateurs harmoniques discrets (quantification) et en associant des opérateurs d'échelle aux particules. Par la suite, grâce aux travaux de Wolfgang Pauli, Eugene Wigner, Pascual Jordan, Werner Heisenberg et Enrico Fermi , les physiciens sont amenés à penser que, en théorie, il est possible de calculer tout processus qui met en jeu des photons et des particules chargées. Cependant, des études plus poussées, dues à Félix Bloch, et Victor Weisskopf en 1937 et 1939, révèlent que de tels calculs sont seulement exacts au premier ordre dans la théorie de la perturbation, un problème déjà connu grâce aux travaux de Robert Oppenheimer.
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