История квантовой теории поля

Оглавление1 История квантовой теории поля1.1 История квантовой теории поля1.2 Ранние разработки1.3 Включение специальной теории относительности1.4 Снова неуверенность1.5 Второе квантование1.6 Проблема […]

История квантовой теории поля

  • История квантовой теории поля

    • Квантовая теория поля возникла в 1920-х годах для описания электромагнитного поля.  
    • Поль Дирак создал первую полную теорию квантовой электродинамики в 1927 году.  
    • Включение специальной теории относительности стало важным стимулом для развития теории.  
  • Ранние разработки

    • Вернер Гейзенберг, Макс Борн и Паскуаль Джордан построили теорию свободного поля в 1925 году.  
    • Энрико Ферми показал, что несохранение видов фермионов вытекает из вторичного квантования в 1934 году.  
    • Паскуаль Джордан и Вольфганг Паули показали, что квантовые поля ведут себя как предсказывает специальная теория относительности в 1928 году.  
  • Включение специальной теории относительности

    • Уравнение Дирака было сформулировано в 1928 году и учитывало Лоренц-инвариантность и уравнение правила квантовой механики.  
    • Уравнение Дирака было переформулировано как уравнение поля, что привело к теории дырок.  
    • Эрвин Шредингер независимо нашел релятивистское обобщение уравнения Дирака, но отклонил его.  
  • Снова неуверенность

    • Нильс Бор и Леон Розенфельд показали, что принцип неопределенности ограничивает одновременное измерение напряженностей электрического и магнитного полей.  
    • Их анализ убедил физиков в необходимости квантования полей.  
  • Второе квантование

    • Паскуаль Джордан попытался распространить каноническое квантование на многочастичные волновые функции в 1927 году.  
    • Дирак также внес вклад в это направление.  
    • Джордан и Юджин Вигнер обнаружили необходимость антикоммутирующих операторов рождения и уничтожения для фермионов.  
  • Проблема бесконечностей

    • Проблема бесконечностей была решена с помощью перенормировки и регуляризации.  
    • Квантовая теория поля остается важной областью теоретической физики, обеспечивая общий язык для различных разделов физики.  
  • Проблемы квантовой теории поля

    • Основные физические величины, такие как энергия электрона, давали бесконечные расходящиеся вклады.  
    • Проблема собственной энергии электрона была серьезной в классической теории.  
  • Перенормировка

    • Усовершенствования в микроволновой технологии позволили проводить точные измерения.  
    • Ханс Бете предложил привязать бесконечности к поправкам массы и заряда.  
    • Перенормировка была систематизирована Фримэном Дайсоном.  
  • Квантовая электродинамика

    • Томонага и Швингер разработали релятивистски ковариантную схему для представления коммутаторов поля.  
    • Ричард Фейнман ввел правила построения графика для членов матрицы рассеяния.  
    • К 1965 году КЭД достигла статуса мирного сосуществования со своими противоречиями.  
  • Теория Янга-Миллса

    • Янг и Миллс исследовали влияние симметрий на теорию поля.  
    • Теория Янга-Миллса стала первым примером неабелевой калибровочной теории.  
    • Сильные взаимодействия были неверно поняты как опосредованные пи-мезонами.  
  • Стандартная модель физики элементарных частиц

    • В 1960-х и 1970-х годах была сформулирована Стандартная модель.  
    • Сильные взаимодействия описываются квантовой хромодинамикой.  
    • Слабые взаимодействия требуют дополнительной характеристики спонтанного нарушения симметрии.  
  • История электрослабого взаимодействия

    • Сформулирована Шелдоном Глэшоу, Абдусом Саламом и Джоном Клайвом Уордом в 1959 году  
    • Стивен Вайнберг применил механизм Хиггса в 1967 году  
    • Идея Голдстоуна и Хиггса возникла в конце 1950-х – начале 1960-х годов  
  • Перенормируемость и точность теории GWS

    • Герардус’т Хоофт и Мартинус Вельтман показали, что теория GWS перенормируема  
    • Теория GWS обеспечивает точность, сравнимую с квантовой электродинамикой  
  • Проблемы сильных взаимодействий

    • Прогресс в понимании сильных взаимодействий был медленнее и вызывал больше разочарований  
    • Возникали сложные проблемы с силой взаимодействия, генерацией массы и нелинейными взаимодействиями  
  • Суперобъединение и гравитация

    • Суперобъединение, включающее гравитацию, остается предметом спекуляций  
    • Гравитация описывается тензорным полем калибровочного бозона “гравитона”  
  • Квантовая гравитация и проблемы

    • Гравитационное квантование вызывает технические проблемы  
    • Гравитация связана со всей энергией, что делает её отделение от других взаимодействий неоднозначным  
  • Современная система перенормировки

    • Параллельные прорывы в физике конденсированных сред привели к ренормализационной группе  
    • Кеннет Геддес Уилсон переформулировал квантовую теорию поля в 1975 году  
    • Лео Каданов представил формализм операторной алгебры для модели Изинга  
  • Конформная теория поля

    • Александр Белавин, Александр Поляков и Александр Замолодчиков предложили конформную теорию поля в 1984 году  
    • Конформная теория поля используется в физике элементарных частиц и физике конденсированных сред  
  • Квантовая хромодинамика и перенормировка

    • Квантовая хромодинамика опирается на группу перенормировки из-за асимптотической свободы и ограничения цвета  
  • Дополнительная литература

    • Абрахам Пайс, “Внутренняя граница материи и сил в физическом мире”  
    • Стивен Вайнберг, “Квантовая теория полей”  
    • Сильван С. Швебер, “QED и люди, которые её создали”  
    • Франсиско Хосе Индураин, “Квантовая хромодинамика”  
    • Артур И. Миллер, “Ранняя квантовая электродинамика”  
    • Джулиан Швингер, “Избранные статьи по квантовой электродинамике”  
    • Лохлейн О’Райфартай, “Зарождение калибровочной теории”  
    • Тянь Юй Цао, “Концептуальные разработки полевых теорий 20-го века”  
    • Оливье Дарриголь, “Генезис концепции квантового чемпиона”  

Полный текст статьи:

История квантовой теории поля

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх