Kurs ishi mavzu

2.1 KVANT MAYDON NAZARIYASI
Kvant maydon nazariyasi fizikaning cheksiz ko'p erkinlik darajasiga ega kvant tizimlarining xatti-harakatlarini o'rganadigan bo'limi - kvant maydonlari ; mikrozarrachalar, ularning oʻzaro taʼsiri va oʻzgarishlarini tavsiflashning nazariy asosi hisoblanadi. Yuqori energiya fizikasi , elementar zarrachalar fizikasi Kvant maydon nazariyasi tiliga asoslanadi , uning matematik apparati kondensatsiyalangan moddalar fizikasida qo'llaniladi . Standart model ko'rinishidagi kvant maydon nazariyasi ( neytrino massalari qo'shilishi bilan) hozirgi vaqtda zamonaviy tezlatgichlarda erishish mumkin bo'lgan yuqori energiyadagi tajribalar natijalarini tavsiflash va bashorat qilishga qodir bo'lgan yagona eksperimental tasdiqlangan nazariyadi Kvant maydon nazariyasi ning matematik apparati kvant maydonining Gilbert holat bo'shliqlarining (Fok fazosi ) va unda ishlaydigan operatorlarning to'g'ridan-to'g'ri mahsulotiga asoslangan . Kvant mexanikasidan farqli o'laroq , bu erda " mikrozarralar " ning to'lqin funktsiyasining xususiyatlari qandaydir buzilmaydigan ob'ektlar sifatida o'rganiladi; Kvant maydon nazariyasi da asosiy tadqiqot ob'ektlari kvant maydonlari va ularning elementar qo'zg'alishlari bo'lib, asosiy rolni Fok holat fazosida ishlaydigan zarralarni yaratish va yo'q qilish operatorlari bilan ikkilamchi kvantlash apparati o'ynaydi Kvant maydon nazariyasi dagi kvant mexanik to'lqin funksiyasining analogi - bu Fok fazosining vakuum vektorida ( vakuumga qarang ) harakat qilish va kvant maydonining bir zarracha qo'zg'alishlarini yaratishga qodir bo'lgan maydon operatori. Bu yerda jismoniy kuzatiladiganlar maydon operatorlaridan tashkil topgan operatorlarga ham mos keladi Kvant maydon nazariyasi 20-asrning katta qismidagi nazariy fiziklarning bir necha avlodlari faoliyatidan kelib chiqqan. Uning rivojlanishi 1920-yillarda yorug'lik va elektronlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirlarning tavsifi bilan boshlandi , bu birinchi kvant maydon nazariyasi - kvant elektrodinamikasining paydo bo'lishiga olib keldi Ko'p o'tmay, kompensatsiya nazariyasi qatorlarini hisoblashda turli cheksizliklarning paydo bo'lishi va saqlanishi bilan bog'liq bo'lgan yanada qat'iy nazariyani qurish uchun birinchi jiddiy nazariy to'siq topildi. Bu muammo faqat 1950-yillarda renormalizatsiya protsedurasi ixtiro qilingandan keyin yechim topdi Ikkinchi jiddiy to'siq, Kvant maydon nazariyasi ning zaif va zaif tomonlarini tasvirlashga qodir emasligi edikuchli o'zaro ta'sirlar , ba'zi nazariyotchilar maydon nazariyasi yondashuvidan voz kechishga chaqirgan darajada 1970-yillarda oʻlchovlar nazariyasining rivojlanishi elementar zarrachalarning standart modeli koʻrinishidagi kvant maydon nazariyasining qayta tiklanishiga olib keldi .
Kvant maydon nazariyasi - relativistik kvant hodisalari nazariyasi boʻlib, u elementar zarrachalar, ularning oʻzaro taʼsiri va oʻzgarishlarini kvantlangan fizik maydonning fundamental va universal kontseptsiyasiga asoslanadi. Kvant maydon nazariyasi eng asosiy fizik nazariyadir. Kvant mexanikasi yorug'lik tezligidan ancha past tezlikda Kvant maydon nazariyasi ning maxsus holatidir. Klassik maydon nazariyasi, agar Plank doimiysi nolga moyil bo'lsa, Kvant maydon nazariyasi dan kelib chiqadi.
Kvant maydon nazariyasi barcha elementar zarralar tegishli maydonlarning kvantlari degan tushunchaga asoslanadi. Kvant maydon tushunchasi klassik maydon va zarralar haqidagi g'oyalarning rivojlanishi va bu g'oyalarning kvant nazariyasi doirasida sintezi natijasida vujudga kelgan. Bir tomondan, kvant tamoyillari kosmosda doimiy ravishda tarqaladigan ob'ekt sifatida maydon haqidagi klassik qarashlarni qayta ko'rib chiqishga olib keldi. Maydon kvantlari tushunchasi vujudga keldi. Boshqa tomondan, kvant mexanikasidagi zarracha to'lqin amplitudasi ma'nosiga ega bo'lgan ps (x, t) to'lqin funktsiyasi bilan bog'liq va bu amplituda modulining kvadrati, ya'ni. qiymat | ps| 2fazo-vaqtning shu nuqtasida x, t koordinatalariga ega bo'lgan zarrachani aniqlash ehtimolini beradi. Natijada, yangi maydon, ehtimollik amplitudalari maydoni har bir moddiy zarracha bilan bog'langan bo'lib chiqdi. Shunday qilib, maydonlar va zarralar - klassik fizikada tubdan farq qiluvchi ob'ektlar - har bir zarracha turi uchun bittadan 4 o'lchovli fazo-vaqtdagi yagona jismoniy ob'ektlar - kvant maydonlari bilan almashtirildi. Elementar o'zaro ta'sir maydonlarning bir nuqtadagi o'zaro ta'siri yoki shu nuqtada bir zarraning bir lahzada boshqasiga aylanishi deb hisoblanadi. Kvant maydoni materiyaning barcha ko'rinishlari asosidagi eng asosiy va universal shakli bo'lib chiqdi. Kvant maydon nazariyasida hozirgi vaqtda eng fundamental (elementar) maydonlar spini 1/2 boʻlgan strukturasiz fundamental zarrachalar - kvarklar va leptonlar bilan bogʻlangan maydonlar va toʻrtta fundamental oʻzaro taʼsirning tashuvchi kvantlari bilan bogʻlangan maydonlar, yaʼni. foton, oraliq bozonlar, glyuonlar (spin 1) va graviton (spin 2), ular fundamental (yoki oʻlchovli) bozonlar deb ataladi. Fundamental o'zaro ta'sirlar va mos keladigan o'lchov maydonlari ba'zi umumiy xususiyatlarga ega bo'lishiga qaramay, Kvant maydon nazariyasi da bu o'zaro ta'sirlar alohida maydon nazariyalari doirasida taqdim etiladi: kvant elektrodinamika elektr zaif nazariya yoki model , kvant xromodinamikasi va kvant Gravitatsion maydon nazariyasi hali mavjud emas. Shunday qilib, elektromagnit maydon va elektron-pozitron maydonlari va ularning o'zaro ta'siri, shuningdek, boshqa zaryadlangan leptonlarning elektromagnit o'zaro ta'sirining kvant nazariyasidir. Kvant kvark nazariyasi - bu glyuon va kvark maydonlarining kvant nazariyasi va ulardagi rang zaryadlarining mavjudligi sababli ularning o'zaro ta'siri.