Квантовая теория поля

Физик Дмитрий Казаков о понятии квантового поля, теории перенормировок и диаграммах Фейнмана

26.09.2012
13 422
Этот материал является частью курса «Основы фундаментальной физики»
Какие задачи не удалось решить в рамках квантовой механики? Какое применение нашла квантовая теория поля? И какое значение приобрели диаграммы Фейнмана для квантовой теории поля? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.

Квантовая механика не может описать то, что при столкновении двух протонов на большом адронном коллайдере рождается множество новых частиц. Для этого понадобился совершенно новый формализм, который описывает системы с переменным и даже с бесконечным числом частиц. Говоря математическим языком, мы должны были перейти от систем с конечным числом степеней и свобод к системам с бесконечным. К середине прошлого века этот формализм был разработан. Называется он «квантовая теория поля», то есть понятие точечной частицы заменило квантовое поле, которое разлито во всем пространстве и времени, и кванты этого поля и есть элементарные частицы.

В конце 40-ых-начале 50-ых годов прошлого века знаменитый американский физик Ричард Фейнман придумал наглядный язык, на котором мы все теперь и разговариваем, — это язык графики. Оказалось, что вместо того, чтобы писать сложные формулы, можно рисовать простые и наглядные картинки. Например, если частица распространяется из точки А в точку Б, вы рисуете стрелку из точки А в точку Б. Если одна частица распадается на две других, то вы рисуете, как одна стрелка раздваивается на две другие.

В последние годы появились первые модели квантовой теории поля, которые, может быть, являются точно решаемыми, хотя решений пока нет. Эти модели связывают с наличием «новых симметрий» — новых образований, которые оставляют эти модели инвариантными. Есть такая знаменитая симметрия, которая называется «суперсимметрия». Оказалось, что максимальная суперсимметричная квантовая теория поля в четырехмерном пространстве и времени, по всей вероятности, является решаемой моделью.

доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории теоретической физики ОИЯИ
Узнал сам? Поделись с друзьями!
  • Aliaksandr Famin

    Глупый вопрос от диллетанта — не могут ли диаграммы Фейнмана в силу ограниченности алфавита мешать развитию квантовой теории поля?

  • можно назвать вектор A, а можно Aaabdd123. так что длина любая, а дальше сколько мозгов хватит (у человек или компьютера)

  • В максимально суперсимметричная КТП в 4-мерном пространстве-времени есть ли супергравитация? Или супергравитация должна быть в минимум 11-мерном пространстве-времени?

  • Подсказали, что наоборот, в супергравитации не более 11 измерений.
    И супергравитация в эту теорию не включена.
    Речь идёт о N=4 super Yang-Mills теории.
    Спины только 0, 1/2, 1.
    16 суперзарядов.
    Калибровочное поле, свободными параметрами являются одна константа связи и вакуумные средние 6 скалярных полей.

    Опубликовано материалов
    03587
    Готовятся к публикации
    +28
    Самое читаемое за неделю
  • 1
    ПостНаука
    5 400
  • 2
    Татьяна Тимофеева
    2 867
  • 3
    Сергей Афонцев
    1 558
  • 4
    Роман Бевзенко
    1 556
  • 5
    ПостНаука
    807
  • 6
    Елизавета Бонч-Осмоловская
    57
  • Новое

  • NEW
    57
  • 5 400
  • 807
  • 2 867
  • 1 558
  • 1 556