A sugárzás kvantumelmélete

Előszó

Ha a fizika egy fejezete - legalább részleges - lezártságot ér el, ha az új fejezet eredményeinek birtoklása fontossá válik különböző területeken dolgozó kísérleti és elméleti kutatók számára, akkor ennek legbiztosabb megnyilvánulása és ismérve, hogy a tudományág az egyetemi fizikaoktatás kötelező részévé válik. Ennek vagyunk tanúi napjainkban a kvantumelektrodinamikánál.
Az elektromágneses tér kvantumelméletének kidolgozására nem sokkal a kvantummechanik megalkotása után, 1927-ben Dirac kezdeményezésére került sor. Felállítását elsősorban az elmélet zártságának igénye tette kívánatosság. A kvantummechanika alaptételeinek, így a határozatlansági összefüggésnek mondana ellent, ha egy monokromatikus fénysugár atomi részeknek tetszőlegesen kis energiadagokat adhatna át. A kvantumelektrodinamika első eredménye az atomi abszorpciós és emissziós folyamatok egységes elméleti keretben történő leírása volt. Azt azonban, hogy itt nemcsak kvantumátmeneteknek a fotonhipotézishez illeszkedő következetes tárgyalásáról, hanem teljesítőképességben a kvantummechanikával versenyző, sőt az elméleti kutatás számára új irányt feltáró diszciplináról van szó, a magasabb energiájú sugárzási folyamatok (így fékezési sugárzás, párkeltés) kvanumelektrodinamikai tárgyalásának sikere mutatta meg. Ezek az eredmények elsősorban Bethe és Heitler nevéhez kapcsolódtak. Segítségükkel érthető meg a röntgen- és gamma-sugarak, elektronok áthatolóképessége, ionizáló hatása. Így vált az új elmélet a harmincas években a radiológia, részecskeszámlálás és részecskekimutatás-technika, sőt a kozmikus sugárzás kaszkádzáporaival foglalkozó kutatás egyik fontos elméleti alapjává. Ez győzte meg a fizikusokat a kvantumelektrodinamika komolyan veendő valóságtartalmáról.
Heitler műve a kvantumelektrodinamika első átfogó tankönyve volt, és mindmáig a legkiemelkedőbb maradt a fizikai alapgondolatok, fizikai mondanivaló és a kísérleti következmények gondos tárgyalása tekintetében. Első két kiadásán világszerte és hazánkban is elméleti és kísérleti fizikusok hosszjú sora nevelődött. Azóta sok más könyv jelent meg, amely axiomatikájának eleganciájával, tárgyalásmódjának matematikai zártságával, a legújabb kutatások bemutatásával egy-egy szempontból versenyre kelhet A sugárzás kvantumelméletével. Ha azonban a kvantumelektrodinamikában nem a fizika öncélú zárt diszciplináját, hanem az atomfizikai kutatás segítőjét látjuk, ma is nehéz volna ennél gyümölcsözőbb könyvet ajánlanunk. Ezért döntött a Magyar Tudományos Akadémia Matematikai és Fizikai Tudományok Osztálya először e kvantumelektrodinamikai tankönyv magyar nyelvű kiadása mellett. Vissza