ÉLECTRODYNAMIQUE QUANTIQUE

Article principal

• FORMULATION DE L'ÉLECTRODYNAMIQUE QUANTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 107 mots

  La procédure de « renormalisation » proposée indépendamment en 1948 par le Japonais Shinichiro Tomonaga et les Américains Richard Feynman et Julian Schwinger résout de façon extrêmement ingénieuse une difficulté majeure de la théorie quantique de l'électromagnétisme...

Articles associés

• ANTIMATIÈRE

  • Écrit par Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD
  • 6 099 mots
  • 4 médias
  Le formalisme de Feynman, autrement dit le formalisme de l'électrodynamique quantique, est intéressant car il fait jouer à l'électron et au positon des rôles entièrement symétriques.

• CHAMP, physique

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 745 mots

  Entité décrite par l'ensemble des valeurs d'une grandeur physique, en général à plusieurs composantes, en tous les points de l'espace. D'ordinaire, le champ dépend aussi du temps (évolution du champ). On appelle couramment « champ en un point et au temps ...

• CHAMPS THÉORIE DES

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 3 928 mots
  • 1 média
  ...multiplications par les facteurs e ^iaQ ayant la structure d'un groupe appelé U(1) par les mathématiciens, on parle d'invariance de jauge U(1). L'électrodynamique quantique peut alors se construire comme la théorie minimale qui soit invariante lors des multiplications des fonctions d'onde des électrons...

• CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 5 650 mots
  • 6 médias
  ...(1885-1955) applique cette idée à la conservation de la  charge électrique dans le cadre de la nouvelle théorie quantique de l’électromagnétisme, l’électrodynamique quantique. La transformation continue est ici abstraite : c’est la multiplication des fonctions d'ondes des électrons par une « phase...

• COMPTON EFFET

  • Écrit par Michel BAUBILLIER, Bernard PIRE
  • 2 247 mots
  • 4 médias
  La description théorique de l'effet Compton est fournie actuellement par la mécanique quantique relativiste appelée également théorie des champs. L'interaction entre le photon et l'électron étant purement électromagnétique, ce problème fut rapidement résolu et la solution est fréquemment...

• EBBESEN THOMAS (1954- )

  • Écrit par Lucas LETHUILLIER
  • 961 mots
  • 1 média
  ..., il lit un article du physicien français Serge Haroche, futur médaille d’or du CNRS en 2009 et futur Prix Nobel de physique en 2012, qui traite de l’électrodynamique quantique en cavité, c’est-à-dire de l’étude, dans une boîte fermée constituée de deux miroirs métalliques qui se font face, de quelques...

• FEYNMAN RICHARD PHILLIPS (1918-1988)

  • Écrit par Alain LAVERNE
  • 1 918 mots
  • 3 médias
  ...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...

• HYDROGÈNE (physique)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 5 419 mots
  • 9 médias
  ...(1906-1979), et beaucoup d’autres théoriciens, ont permis la construction de ce que beaucoup considèrent comme un des plus grands succès de la physique moderne : l’électrodynamique quantique. Toutes les lois de l’électromagnétisme classique dérivent de l’électrodynamique quantique, ce qui permet de plus de comprendre...

• INTERACTION (physique)

  • Écrit par Étienne KLEIN
  • 1 481 mots
  ...l'interaction électromagnétique, à la fois relativiste et quantique, a été finalisée en 1948-1949 par Julian Schwinger et Shin'ichiro Tomonaga ; baptisée « électrodynamique quantique », elle servira de modèle pour l'élaboration des théories concernant les autres interactions. L'interaction électromagnétique...

• INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme

  • Écrit par Bernard DIU
  • 3 914 mots
  • 6 médias
  ...L'électromagnétisme s'est inséré dans le formalisme quantique à travers ses jauges. Mais il s'agissait là de Mécanique Quantique non relativiste. L' électromagnétisme quantique (E.D.Q.) se veut la théorie, quantique et relativiste à la fois, des interactions électromagnétiques avec et entre les particules...

• INTERACTIONS (physique) - Unification des forces

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 554 mots
  ...classique de champ à la théorie quantique), les physiciens des décennies suivantes font une synthèse de l’électromagnétisme et des concepts quantiques : l’électrodynamique quantique, mise au point entre 1925 et 1950, ajoute la dualité quantique au caractère unificateur de la théorie de Maxwell. Réécrire...

• JAUGE THÉORIES DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 707 mots
  ...l’endroit r = (x,y,z,t) dans l’espace-temps où la multiplication par une phase agit sur les fonctions d’onde, on parle d’invariance de jauge locale. L'électrodynamique quantique peut alors se construire comme la théorie minimale qui est invariante lors des multiplications des fonctions d'onde des électrons...

• LANDAU LEV DAVIDOVITCH (1908-1968)

  • Écrit par Yakov SMORODINSKI
  • 1 837 mots
  • 2 médias
  En 1954-1955, Lev Landau publie, avec A. Abrikossov, I. Pomenrantchouk et I. Khalatnikov, une série de travaux sur l'électrodynamique quantique. Les auteurs démontrent que l'interaction électromagnétique conduit à l'écrantage absolu de la charge ponctuelle et à la disparition obligatoire de l'interaction...

• MAGNÉTISME (notions de base)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 3 307 mots
  • 1 média
  ...l’existence d’une composante magnétique dans le référentiel d’un observateur qui ne se déplace pas avec cette particule. La théorie quantique – appelée électrodynamique quantique – consacre cette unification avec l’existence d’un unique médiateur des forces électriques ou magnétiques : le photon....

• MUON ET MODÈLE STANDARD EN PHYSIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 833 mots
  • 2 médias
  ...réabsorption d’un photon par l’électron), induit une modification de g égale à α_em/2π. Dans cette équation, α_em est la constante de couplage de l’électrodynamique quantique, valant approximativement 1/137. Cette quantité est définie comme e ² /2c · h ·ε où e, c et ε sont respectivement...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par Maurice JACOB, Bernard PIRE
  • 7 192 mots
  • 12 médias
  ...Les interactions fondamentales sont décrites dans le cadre des théories quantiques des champs. C'est le cas de la théorie électrofaible qui regroupe l'électrodynamique quantique et l'interaction faible. C'est aussi le cas de la chromodynamique quantique qui décrit l'interaction forte...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE
  • 14 209 mots
  • 13 médias
  Au cours des vingt années suivantes, on arriva d'abord à une compréhension correcte de ces infinités, au moyen de la théorie de la renormalisation, et, en même temps, à une formulation intuitive de l'électrodynamique quantique au moyen des diagrammes d'espace-temps inventés par Richard Feynman,...

• PHYSIQUE - Les fondements et les méthodes

  • Écrit par Roland OMNÈS
  • 9 425 mots
  • 8 médias
  – L'électrodynamique quantique : la formulation quantique des équations de Maxwell permet de traiter les propriétés du photon. Elle a conduit à prédire l'existence des antiparticules et à raffiner la théorie des spectres atomiques jusqu'à un degré remarquable de précision (mieux que six décimales...

• SCHWINGER JULIAN SEYMOUR (1918-1994)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 361 mots

  Né le 12 février 1918 à New York, Julian Seymour Schwinger se révèle vite exceptionnellement doué, écrivant sa première publication scientifique à l'âge de seize ans et soutenant sa thèse à l'université Columbia de New York cinq ans plus tard. Assistant de Robert Oppenheimer à Berkeley de 1939 à...

• SPIN ou MOMENT CINÉTIQUE ou ANGULAIRE INTRINSÈQUE

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  • 4 697 mots
  • 1 média
  ...des « corrections radiatives », c'est-à-dire si l'on traite le champ électromagnétique lui-même de façon quantique. Ce fut l'un des premiers succès de l'électrodynamique quantique (R. Feynman, J. Schwinger, S. Tomonaga, 1946) que de calculer la correction du premier ordre au moment magnétique d'un quanton...

• TOMONAGA SHIN'ICHIRO (1906-1979)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 273 mots

  Né le 31 mars 1906 à Kyōto (Japon) et mort le 7 juillet 1979 à Tōkyō, Shin'ichiro Tomonaga fait ses études à l'université de Kyōto où il obtient sa thèse en 1929. Il rejoint alors l'université de Tōkyō et y fait toute sa carrière, y devenant professeur en 1941 puis président en 1956....

• VELTMAN MARTINUS (1931-2021)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 896 mots
  • 1 média

  Martinus Veltman est un physicien néerlandais, prix Nobel de physique en 1999 pour ses travaux ayant permis de comprendre les interactions électrofaibles dans le cadre des théories quantiques des champs.

  Martinus Veltman, quatrième d’une famille de six enfants, naît le 27 juin 1931 à Waalwijk,...

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