Квантовая теория поля
Квантовая теория поля, КТП — сильная теория в физике, объединяющая принципы квантовой механики и специальной теории относительности. Частицы рассматриваются не как точечные объекты, а как возбуждения квантовых полей, составляющих собою всё пространство-время, и это позволяет потужно описывать процессы рождения и уничтожения частиц, что невозможно в рамках нерелятивистской квантовой механики.
Описание[править]
Началось всё с того, что Гейзенберг и Паули опубликовали первую систематическую формулировку квантовой электродинамики — теории взаимодействия электронов и фотонов. Однако расчёты давали бесконечные значения для физических величин, и казалось, что тут что-то не так. Какое-то время не понимали, как кумекать дальше, пока не разработали метод ренормализации, позволяющий устранять бесконечности и получать конечные проверяемые предсказания.
В дальнейшем КТП была распространена на слабое и сильное взаимодействия — те, что потужно скрепляют воедино частицы атомов и не только. Вначале создали объединённую теорию электрослабого взаимодействия, затем открыли асимптотическую свободу в квантовой хромодинамике, воцарив теорию сильного взаимодействия. Электромагнетизм, сильное и слабое взаимодействия — были совмещены в единой модели, причём в чётком соотношении со специальной теорией относительности. Но, увы… — общая теория относительности не всовывается в эту математику, — по состоянию на 2026 год.
Классическая физика описывает частицыкак точки, а поля — как вспомогательные конструкции, модели, схемы координатизации сил, прикладываемых к точкам, причём частицы всем хочется воспринять, как точки.
Однако, частицам отказано в характере точки, ибо принцип Гейзенберга метафизический: он назначен самой геометрией для продления физических изысканий про реальность. В КТП предполагается, что работает всё принципиально иначе: квантованные поля являются основными сущностями, а частицы суть их кванты возбуждения. Также взаимодействия описываются теориями с локальной симметрией, и вообще принцип локальности в этой теме весьма чтится.
Взаимодействия вводятся добавлением членов в лагранжиан. Как видим, член полезен везде, даже в квантовой механике. Большинство расчётов в КТП проводится в рамках теории возмущений. Амплитуды процессов представляются суммой вкладов диаграмм Фейнмана.
