Классическая электродинамика, в основе которой лежит уравнение Максвела, учитывает только непрерывные свойстваЭМ-поля. В основе квантовой электродинамики лежит представление о том, что ЭМ-поле обладает так же свойствомчастиц. Носителями этих дискрестных свойств являются кванты – фотоны,частицы с нулевой массой покоя и энергией E=hν. Спин фотона = 1.
Взаимодействие между электрически заряжеными частицами квантовая электродинамика рассматривает как процесс обмена квантами поля – фотонами(обмен взаимодействия). Например покоящийся электрон с его электрическим полемможет быть представлен уравнением: е↔е+hν.
Электрон последовательно испускает ипоглащает квант поля с энергией аш ню.Хотя суммарная энергия фотона и электрона в правой части больше чем энергия покоящегося электрона, при осреднении во времени закона сохранение энергии не нарушается. Дело в том что кванты ЭМ-поля, учавствуют в обменном взаимодействии, считаются виртуальным (воображаемым). Время их образования меньше времени дельта t, удовлетворяющего соотношением неопределённости Гейзинберга, Едельтаt больше или равно h, отсюда дельтаt больше или равно h/Е.
Обменное взаимодействие между нуклонами в ядре. В 1934 г.Игорь Тамм высказал предположение,что взаимодействие между нуклонами в ядре так же передаётся по средствам каких-то виртуальных частиц. Из формулы можно оценить их массу. Если дапустим что расстояние обменного взаимодействия составляет порядков размера ядра, l max = 10 в-14степени, то E min =ch/l max =mc(квадрат), отсюда m=h/cl max =240m(электрона)
Кроме нуклоном в это время были известны фотоны, электроны, позитроны и нейтрино (последний ещё в стадии гепотезы). Ни одна из этих частиц не подходила.
В 1935г.Хидеки Юкава обосновал гепотезу, что обменная частица с массой 200-300 электронных масс существует в природе, но пока не обнаружена. Эти предполагаемые частици назвали мезонами.
В 1936 г.