引力量子场论(量子场论)
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1、
1、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),
2、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,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。 根据量子力学原理建立的场的理论,是微观现象的物理学基本理论。场是物质存在的一种基本形式。这种形式的主要特征在于场是弥散于全空间的。场的物理性质可以用一些定义在全空间的量描述〔例如电磁场的性质可以用电场强度和磁场强度或用一个三维矢量势A(X,t)和一个标量势嗘(X,t)描述〕。这些场量是空间坐标和时间的函数,它们随时间的变化描述场的运动。空间不同点的场量可以看作是互相独立的动力学变量,因此场是具有连续无穷维自由度的系统。场论是关于场的性质、相互作用和运动规律的理论。量子场论则是在量子物理学基础上建立和发展的场论,即把量子力学原理应用于场,把场看作无穷维自由度的力学系统实现其量子化而建立的理论。量子场论是粒子物理学的基础理论并被广泛地应用于统计物理、核理论和凝聚态理论等近代物理学的许多分支。
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