3. L'électrodynamique quantique
À l'automne de 1945, Feynman retourne à la vie civile comme professeur à l'université Cornell, sur l'insistance de Bethe. Commence alors une période de dépression, consécutive aux décès de sa femme et de son père, qui se traduit par un sentiment d'incapacité à la recherche. Les cours qu'il assure alors sont un soutien moral efficace. La personnalité de Feynman est telle que ces difficultés passent inaperçues, même de ses collègues les plus proches. Comme le décrit Bethe, « Feynman déprimé est à peine plus enthousiaste que n'importe qui dans une phase exubérante ! ». Lorsqu'il parvient à reprendre ses activités, Feynman se consacre à des questions soulevées à la suite de sa thèse, sur la thermodynamique des systèmes en interaction électromagnétique et sur la description d'une particule de spin 1/2 relativiste (particule de Dirac), au moyen d'intégrales de chemins. C'est à cette époque qu'il commence à utiliser des graphes – célèbres et devenus indispensables dans le monde des physiciens – comme aide mnémonique dans ses démonstrations lorsqu'il lui est nécessaire de recourir à la théorie des perturbations.
Feynman participe, à Shelter Island, en juin 1947, à l'une des rencontres de physiciens les plus importantes de l'après-guerre. Au retour de cette conférence, Bethe parvient à expliquer le « déplacement Lamb » entre les niveaux excités de l'atome d'hydrogène ; il s'agit là du premier calcul, encore non relativiste, d'un effet d'électrodynamique quantique au-delà du premier ordre de perturbation et avec la soustraction d'une quantité infinie. Passionné par le calcul relativiste de cet effet, Feynman se lance en fait dans une refonte globale de l'électrodynamique quantique. Lors de la conférence de Pocono d'avril 1948, il est en mesure de présenter tout à la fois : sa théorie du positon, des expressions élégantes pour les amplitudes de transition, des règles pour le calcul de celles-ci à chaque ordre de perturbation et qui se résument simple […]
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