什么是量子场论?介绍书的不要来~只要有内容的,联结也行.
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/25 08:53:16
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什么是量子场论?
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量子场论是量子力学和经典场论相结合的物理理论,已被广泛的应用于粒子物理学和凝聚态物理学中.量子场论为描述多粒子系统,尤其是包含粒子产生和湮灭过程的系统,提供了有效的描述框架.非相对论性的量子场论主要被应用于凝聚态物理学,比如描述超导性的BCS理论.而相对论性的量子场论则是粒子物理学不可或缺的组成部分.自然界目前人类所知的有四种基本相互作用：强作用,电磁相互作用,弱作用,引力.除去引力,另三种相互作用都找到了合适满足特定对称性的量子场论来描述.强作用有量子色动力学（QCD,Quantum Chromodynamics)；电磁相互作用有量子电动力学（QED,Quantum Electrodynamics),理论框架建立于1920到1950年间,主要的贡献者为保罗·狄拉克,弗拉迪米尔·福克,沃尔夫冈·泡利,朝永振一郎,施温格,理查德·费曼和迪森等；弱作用有费米点作用理论.后来弱作用和电磁相互作用实现了形式上的统一,通过希格斯机制（Higgs Mechanism）产生质量,建立了弱电统一的量子规范理论,即GWS（Glashow,Weinberg,Salam）模型.量子场论成为现代理论物理学的主流方法和工具.
所谓“量子场论”的学科是从狭义相对论和量子力学的观念的结合而产生的.它和标准（亦即非相对论性）的量子力学的差别在于,任何特殊种类的粒子的数目不必是常数.每一种粒子都有其反粒子（有时,诸如光子,反粒子和原先粒子是一样的）.一个有质量的粒子和它的反粒子可以湮灭而形成能量,并且这样的对子可由能量产生出来.的确,甚至粒子数也不必是确定的；因为不同粒子数的态的线性叠加是允许的.最高级的量子场论是“量子电动力学”--基本上是电子和光子的理论.该理论的预言具有令人印象深刻的精确性（例如,上一章已提到的电子的磁矩的精确值,参阅177页）.然而,它是一个没有整理好的理论--不是一个完全协调的理论--因为它一开始给出了没有意义的“无限的”答案,必须用称为“重正化”的步骤才能把这些无限消除.并不是所有量子场论都可以用重正化来补救的.即使是可行的话,其计算也是非常困难的.
使用“路径积分”是量子场论的一个受欢迎的方法.它是不仅把不同粒子态（通常的波函数）而且把物理行为的整个空间--时间历史的量子线性叠加而形成的（参阅费因曼1985年的通俗介绍）.但是,这个方法自身也有附加的无穷大,人们只有引进不同的“数学技巧”才能赋予意义.尽管量子场论勿庸置疑的威力和印象深刻的精确度（在那些理论能完全实现的很少情况）,人们仍然觉得,必须有深刻的理解,才能相信它似乎是导向“任何物理实在的图像”.