نظریه میدان‌های کوانتومی: تفاوت میان نسخه‌ها

== تعریف ==

[[الکترودینامیک کوانتومی]] (QED) یک میدان [[الکترون]] و یک میدان [[فوتون]] دارد؛ [[کرومودینامیک کوانتومی]] (QCD) به ازای هر نوع کوارک یک میدان دارد و در ماده چگال یک میدان جابجایی اتمی وجود دارد که باعث پیدایش ذرات [[فونون]] می‌شود. [[ادوارد ویتن]] نظریه میدان‌های کوانتومی را با اختلاف زیادی دشوارترین نظریه در فیزیک نوین می‌داند.<ref>{{Cite web|title=Beautiful Minds, Vol. 20: Ed Witten|url=http://temi.repubblica.it/iniziative-beautifulminds/|publisher=[[لا رپوبلیکا|la Repubblica]]|year=2010|accessdate=22 June 2012}} See [https://www.youtube.com/watch?v=NsYRCLYH954&t=2m22s here].</ref>

=== دینامیک ===

=== حالت‌ها ===

برهم‌کنش‌ها در نظریه میدان‌های کوانتومی ذاتاذاتاً بسیار شبیه به برهم‌کنش‌های میان بار و میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در [[معادلات ماکسول]] هستند، با این تفاوت که بر خلاف میدان‌های کلاسیک نظریه ماکسول، میدان‌ها در نظریه میدان‌های کوانتومی، معمولامعمولاً در [[برهم‌نهی کوانتومی|برهم‌نهی‌های کوانتومی]] وجود دارند و از قوانین مکانیک کوانتومی پیروی می‌کنند.

=== میدان‌ها و تابش ===

میدان گرانشی و میدان الکترومغناطیسی تنها میدان‌های بنیادی در طبیعت هستند که برد بی‌نهایت و یک حد انرژی پایین کلاسیک متناظر دارند که برانگیختگی‌های ذره‌مانند آنها را بسیار کاهش می‌دهد و پنهان می‌سازد. آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۵، ویژگی ''کوانتای میدانی''، یعنی تبادل‌های گسسته و ''ذره‌مانند'' مومنتا و انرژی را به میدان الکترومغناطیس نسبت داد. ابتدا انگیزه اصلی وی این بود که [[ترمودینامیک]] [[پرتو|تابش]] را توضیح دهد. اگرچه [[اثر فوتوالکتریک]] و [[اثر کامپتون]] قویا دلالت بر وجود فوتون می‌کنند، می‌توان آن را صرفاصرفاً با کوانتزه‌سازی انتشار هم توضیح داد . شواهد محکم‌تر از ماهیت کوانتومی تابش امروزه در [[نورشناخت کوانتومی]] نوین (مانند اثر [[پاددسته‌بندی فوتون|پاددسته‌بندی]]) یافت می‌شود.<ref>J. J. Thorn et al. (2004). [http://people.whitman.edu/~beckmk/QM/grangier/Thorn_ajp.pdf Observing the quantum behavior of light in an undergraduate laboratory.] . J. J. Thorn, M. S. Neel, V. W. Donato, G. S. Bergreen, R. E. Davies, and M. Beck. American Association of Physics Teachers, 2004.DOI: 10.1119/1.1737397.</ref>

در این نظریه با ذرات نیز به صورت حالت‌های برانگیخته‌ی میدان برخورد می‌شود (کوانتای میدان). این میدان خاص را می‌توان نوعی خوش‌شانسی دانست زیرا که در این صورت لازم نیست نگران پیامدهای [[اصل طرد پاؤلی]] بین فرمیون‌های مختلف مثلامثلاً بین الکترون‌ها و نوترون‌ها باشیم. در این حال می‌توان با آسودگی خیال حالت‌های انرژی مربوط به هر فرمیون را جداگانه بررسی کرد.