Квантовая теория поля

Квантовая теория поля - раздел физики, изучающая поведение релятивистских квантовых систем.

Математический аппарат квантовой теории поля - Гильбертово пространство состояний ( пространство Фока) квантового поля и операторы, действующие в нем. В отличие от квантовой механики, "Частицы" как определенные неуничтожимы элементарные объекты в квантовой теории поля отсутствуют. Вместо этого основные объекты здесь - векторы фокивського пространства, описывающих разнообразные возмущения квантового поля. Аналогом квантовомеханической волновой функции в квантовой теории поля полевой оператор (точнее, "поле" - операторозначна обобщенная функция, с которой только после сворачивания с основной функцией получается оператор, действующий в гильбертовом пространстве состояний), способен влиять на вакуумный вектор фокивського пространства (см. вакуум) и порождать одночастичные возмущения квантового поля. Физическим наблюдательным единицам здесь также отвечают операторы, составленные из полевых операторов.

Квантовая теория поля оказалась пока единственной теорией, способной описать и предсказать поведение элементарных частиц при больших энергиях (т.е. при энергиях, значительно превышающих их энергию покоя). Именно на квантовой теории поля базируется вся физика элементарных частиц.

При построении квантовой теории поля ключевым моментом было понимание сущности явления перенормировки.

Математический аппарат квантовой теории поля применяется также в теории конденсированных сред.


1. История

1.1. Основы

Основы квантовой теории поля были заложены Полем Дираком, Владимиром Фоком, Вольфгангом Паули, Вернером Гайзенберга, Николаем Боголюбовым и другими учеными.

2. Математический аппарат

  • Механизм описания взаимодействующих полей
  • Лагранжиана полей
  • Слагаемые в лагранжиана, описывающих взаимодействие полей
  • Коммутационные соотношения

3. Классификация полей

  • Поля разделяются на заряженные / незаряженные
  • Поля разделяются на массивные / безмассовые

1. Скалярное поле \ Phi (x)
1.1. Незаряженное скалярное поле (описывается действительной функцией \ Phi (x) )
1.2. Заряженное скалярное поле (описывается комплексной функцией \ Phi (x) )
2. Векторное поле
3. Спинорного поле

Поле пионов

Нейтринное поле


4. Рекомендуемая литература

  • Ребенко А. Л. Основы современной теории взаимодействующих квантованных полей. - К. : Наукова думка, 2007. - 539 с.
  • Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В. Введение в теорию квантованных полей. - М. : Наука, 1984. - 600 с.
  • Бьёркен Дж. Д., дрелью С. Д. Релятивистская Квантовая теория. - М. : Наука, 1978. - 296 +408 с.
  • Вентцель Г. Введение в квантовую теорию волновых полей. - М. : ГИТТЛ, 1947. - 292 с.
  • Зи Э. Квантовая теория поля в двух словах. - Ижевск: РХД, 2009. - 632 с.
  • Ициксон К., Зюбер Ж.-Б. Квантовая теория поля. - М. : Мир, 1984. - 448 +400 С.
  • Пескин М., Шрёдер Д. Введение в квантовую теорию поля. - Ижевск: РХД, 2001. - 784 с.
  • Райдер Л. Квантовая теория поля. - М. : Мир, 1987. - 512 с.