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量子场论 (quantum field theory)
2007-7-5 阅读次数:

  根据量子力学原理建立的场的理论,研究粒子性质和相互作用的基本理论。

  19世纪末,物理学认识到两种不同的物理实在:实物和场,实物是局域于空间的,具有确定的质量,且永恒不变;而场例如电磁场,是带电粒子产生并构成粒子间相互作用的源泉,场是连续弥散在整个空间的。20世纪20年代在波粒二象性的基础上建立了描述微观粒子运动的基本理论量子力学,它在原子、分子以及固体领域中取得极大的成功。在量子力学中,对于电子的描述是量子化的,但对于电磁场的描述仍然是经典的,理论没有反映波场的粒子性,不能容纳光子,也不能描述光子和电子的产生和湮没过程。20年代末30年代初,通过P.A.M.狄拉克、E.P.约旦、E.P.维格纳以及W.K.海森伯、W.泡利等人的工作,初步建立起场的量子理论,以后不断发展,成为近代物理各个分支包括粒子物理、统计物理、核物理和凝聚态物理的共同的理论基础。

  量子场论的基本物理图像是:①最基本的物理实在是一系列的场,除此之外没有任何其他的存在。每一种粒子对应于一种场,场没有不可入性,它充满全空间。对应于各种不同粒子的场在空间互相重叠。例如对应于π介子、电子中微子和光子的场分别为π介子场、电子中微子场和电磁场,它们互相重叠地充满全空间。场遵从狭义相对论和量子理论的原则。②场的激发态表现为相应的粒子,场的不同激发态表现为粒子数和运动状态不同。③场用复数描写,与此相应,场的激发也用复数描写,互为复共轭的两种激发表现为粒子和反粒子。④场的能量最低状态称为基态。所有的场都处于基态即为物理上的真空。⑤相互作用存在于场之间,无论是处于基态还是处于激发态的场都同样可与其他场相互作用。

文章来源:大唐资料库
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