Điện động lực học lượng tử
Điện động lực học lượng tử (QED – quantum electrodynamics) là lí thuyết trường mô tả cách lực điện từ tương tác với vật chất. Một tình huống thường gặp là hai electron va chạm và đẩy nhau và bị tán xạ bởi điện tích giống nhau của chúng. Lực giữa chúng là một trường điện từ lượng tử hóa được mang bởi các photon. Để giải thích trực quan lí thuyết này, nhà vật lí Mĩ Richard Feynman đã phát triển các giản đồ Feynman, về cơ bản là một miêu tả bằng hình của phương trình chi phối tương tác đó. Mỗi phía của tương tác trong một sơ đồ sẽ cân bằng về khối lượng/năng lượng, điện tích, động lượng và bất kì tính chất được bảo toàn nào khác.
Phần ở giữa sơ đồ, nơi tương tác xảy ra, phải tích hợp tất cả các khả năng, giống như điều đỉnh cực đại của một hàm sóng. Tuy nhiên, các giản đồ Feynman đem lại một cách xác định quá trình nào có khả năng cao nhất. Các điểm nơi các photon được phát ra hay hấp thụ được gọi là đỉnh, và quá trình nào càng có nhiều đỉnh thì càng ít có khả năng xảy ra hơn.
Sắc động lực học lượng tử
Sắc động lực học lượng tử (QCD – quantum chromodynamics) giải thích lực mạnh liên kết các proton và neutron với nhau. Về bản chất, nó là thuyết lượng tử về các quark, các hạt tồn tại bên trong proton và neutron theo bộ ba. Điều này trông có vẻ vướng mắc, vì hai trong mỗi bộ ba hoặc đều là quark up hoặc đều là quark down, với spin và điện tích y hệt nhau. Điều này vi phạm nguyên lí loại trừ Pauli, vì hai hạt với các số lượng y hệt nhau không thể đồng thời ở cùng một nơi.
Nhà vật lí Murray Gell-Mann đề xuất rằng phải có một số lượng tử khác chưa biết tác dụng để phân biệt giữa hai quark up và hai quark down đó. Ông gọi tính chất này là ‘màu’, vì thế mà có tên gọi ‘sắc động lực học’. QCD đem lại hai tính chất quan trọng, đó là ‘tự do tiệm cận’ mô tả tác dụng lạ của lực mạnh là trở nên mạnh hơn khi khoảng cách tăng thay vì yếu đi, và ‘cầm tù’ ngăn cản các hạt có tính chất màu tồn tại riêng lẻ.
Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>
