Kurs ishi mavzu

2.2 KVANT MAYDON NAZARIYASI MUAMMOLARI VA
TAMOYILLARI.
Kvant maydon nazariyasi kvant mexanikasini umumlashtirish sifatida. Kvant mexanikasi eng muhim muammoni - atom muammosini ajoyib tarzda hal qildi , shuningdek, mikrodunyoning boshqa ko'plab sirlarini tushunish uchun kalitni berdi. Ammo shu bilan birga, maydonlarning "eng qadimgi"si - elektromagnit maydon bu nazariyada klassik Maksvell tenglamalari bilan tasvirlangan., ya'ni mohiyatan klassik uzluksiz soha sifatida qaralgan. Kvant mexanikasi elektronlar, protonlar va boshqa zarrachalarning harakatini tasvirlashga imkon beradi, lekin ularning hosil bo'lishi yoki yo'q qilinishini emas, ya'ni u faqat zarrachalar soni doimiy bo'lgan tizimlarning tavsifiga taalluqlidir.
Elektrodinamikaning eng qiziqarli muammosi - bu kvant tilida fotonlarning paydo bo'lishi yoki yo'q qilinishiga to'g'ri keladigan zaryadlangan zarralar tomonidan elektromagnit to'lqinlarning emissiyasi va yutilishi, mohiyatiga ko'ra, uning vakolat doirasidan tashqarida bo'lib chiqadi. Kvantni, masalan, vodorod atomini mexanik jihatdan ko'rib chiqayotganda, siz elektron energiyasi, burchak momentum va atomning turli holatlariga bog'liq boshqa jismoniy miqdorlarning diskret qiymatlarini olishingiz mumkin, siz nimani topishingiz mumkin. yadrodan ma'lum masofada elektronni topish ehtimoli, lekin atomning bir holatdan ikkinchi holatga o'tishlari. fotonlarning emissiyasi yoki yutilishi bilan birga (hech bo'lmaganda izchil) tasvirlab bo'lmaydi. Shunday qilib, kvant mexanikasi atomning faqat taxminiy tavsifini beradi, bu nurlanish ta'sirini e'tiborsiz qoldiradigan darajada to'g'ri. Faqat fotonlar hosil bo'lishi va yo'qolishi mumkin emas.
Mikrodunyoning eng hayratlanarli va ma'lum bo'lishicha, umumiy xususiyatlaridan biri bu zarralarning universal o'zaro o'zgaruvchanligi. Yoki "o'z-o'zidan" (birinchi qarashda) yoki to'qnashuvlar jarayonida ba'zi zarralar yo'qoladi va ularning o'rnida boshqalar paydo bo'ladi. Demak, foton elektron-pozitron juftligini keltirib chiqarishi mumkin (qarang: Annigilyatsiya va juft hosil qilish ); protonlar va neytronlar to'qnashganda, pimesonlar tug'ilishi mumkin ; pimezon yemirilib muon va neytrinoga aylanadiva hokazo. Bunday jarayonlarni tavsiflash uchun kvant nazariyasini yanada rivojlantirish kerak edi. Biroq, muammolarning yangi doirasi zarrachalarning o'zaro o'zgarishi, ularning paydo bo'lishi va yo'q qilinishini tavsiflash bilan cheklanmaydi. Yana umumiy va chuqurroq vazifa maydonni “kvantlashtirish”, ya’ni cheksiz miqdordagi erkinlik darajasiga ega tizimlarning kvant nazariyasini qurish edi. Kvant elektrodinamikasida tadqiqotchilar juda ko'p muvaffaqiyatlarga erishdilar, ammo ular qanday ko'rsatilganligini tushunish har doim ham mumkin emas. Bu muvaffaqiyatlarning barchasi qo'shimcha tushuntirishni talab qiladi. Kuchli o'zaro ta'sirlar nazariyasi kvant elektrodinamikasiga o'xshash tarzda shakllana boshladi va rivojlana boshladi. Keyin o'zaro ta'sir tashuvchilarning roli tinch massaga ega bo'lgan zarralarga tegishli edi. Qayta normalizatsiya qilish muammosi ham mavjud.
Buni izchil qurilish deb hisoblash mumkin emas, chunki unda ma'lum jismoniy miqdorlar uchun cheksiz katta qiymatlar paydo bo'ladi va ular bilan nima qilish kerakligi haqida hech qanday tushuncha yo'q. Normalizatsiyani o'zgartirish g'oyasi nafaqat o'rganilayotgan effektlarni tushuntiribgina qolmay, balki mantiqiy yopilishning butun nazariy xususiyatlarini beradi, undan farqlarni yo'q qiladi. Olimlar tadqiqotning turli bosqichlarida muayyan qiyinchiliklarga duch kelishadi. Ularni yo'q qilish uchun ko'p vaqt ajratiladi, chunki kvant maydon nazariyasida aniq ko'rsatkichlar hali ham mavjud emas.