<<
>>

Квантовая теория поля

Квантовая теория поля — инструмент, с помощью которого мы изучаем частицы[86], — основана на вечных и вездесущих объектах, которые способны порождать и уничтожать эти частицы.

Такими объектами являются «поля» квантовой теории поля. Подобно классическим электромагнитным полям, квантовые поля — это объекты, заполняющие пространство-время. Но квантовые поля играют и другую роль. Они порождают или поглощают элементарные частицы. Согласно квантовой теории поля, частицы могут рождаться или уничтожаться где угодно и в любое время.

Например, электрон или фотон могут возникать или исчезать где угодно в пространстве. Квантовые процессы разрешают числу заряженных частиц во Вселенной изменяться за счет рождения и уничтожения частиц. Каждая частица рождается или уничтожается своим собственным полем. В квантовой теории поля не только электромагнетизм, но все силы и взаимодействия описываются с помощью полей, которые могут создавать новые или уничтожать уже существующие частицы.

Согласно квантовой теории частицы можно рассматривать как возбуждения квантового поля. В то время как вакуум, состояние без частиц, содержит только постоянные поля, состояния с частицами содержат поля с выпуклостями и изгибами, соответствующими частице. Когда в поле появляется выпуклость, рождается частица, когда поле поглощает эту выпуклость, чтобы вновь стать постоянным, частица уничтожается.

Поля, порождающие электроны и фотоны, должны существовать везде, чтобы гарантировать, что все взаимодействия могут происходить в любой точке пространства-времени. Это существенный момент, так как взаимодействия локальны, что означает, что во взаимодействии могут участвовать только частицы, находящиеся в одном месте. Действие на расстоянии скорее напоминает волшебство. Но частицы не обладают экстрасенсорным восприятием — чтобы взаимодействовать, им нужно быть в непосредственном контакте.

Электромагнитные взаимодействия могут происходить и между удаленными зарядами, не находящимися в прямом контакте, однако только благодаря содействию фотона или некоторых других частиц, имеющих непосредственный контакт с обеими взаимодействующими заряженными частицами. В этом случае кажется, что заряды действуют друг на друга мгновенно, но такое впечатление создается только потому, что скорость света столь велика. На самом деле взаимодействие происходит за счет локальных процессов; фотон совмещается сначала с одной из заряженных частиц, а затем с другой. Поэтому поле должно родить и уничтожить фотон точно в тех местах, где находятся заряженные частицы. 

<< | >>
Источник: Рэндалл Лиза. Закрученные пассажи: Проникая в тайны скрытых размерностей пространства.. 2011

Еще по теме Квантовая теория поля:

  1. Запуск Большого адронного коллайдера
  2. 2.7¦ Теория поля К. Левина
  3. Связь геодезии и гравиметрии с другими науками
  4. Квантовая теория
  5. Глава 12 Квантовый квинтет
  6. Глава 14 Политический журналист
  7. «Старая» квантовая теория первой четверти XX в.
  8. Основания квантовой механики — «теорфизическая» парадигма
  9. «Парадоксы» квантовой механики
  10. Критическая проверка теорий
  11. 13.1. Становление развитой научной теории
  12. § 3. Философские аспекты квантовой теории
  13. § 2. Философские проблемы физической картины мира
  14. Квантовая теория поля
  15. Античастицы и позитрон
  16. Симметрии и взаимодействия
  17. Проблема
  18. Механизм Хиггса
  19. Зарождающееся беспокойство
  20. Глоссарии