4 obserwujących
17 notek
14k odsłon
1231 odsłon

Kwantowa teoria pola

Wykop Skomentuj1

Pośród społeczności fizyków panuje powszechny pogląd, zgodnie z którym kwantowa teoria pola ( KTP) stanowi podstawową metodę rozumienia praw przyrody, innymi słowy KTP jest teorią która najlepiej tłumaczy (modeluje ) rzeczywistość fizyczną.

Czym w istocie jest KTP, trudno jednoznacznie i krótko odpowiedzieć, ponieważ jest to bardzo rozległa i skomplikowana, zarówno formalnie i pojęciowo gałąź fizyki współczesnej.

Z pewnymi jej aspektami i zagadnieniami można zapoznać się z książki :   

Kwantowa teoria pola w pigułce - Anthony Zee ; Princeton University Press 2003

Tytuł oryginału : Quantum Field theory in a nutshell

Własne tłumaczenie tej książki można znaleźć pod linkiem :

http://fizyka-teoretyczna.republika.pl/tlumaczenia/KTP.zip

( plik dostępny również poprzez chomika )

Autor niniejszej książki, jak można się dowiedzieć z wielu źródeł jest znanym i cenionym specjalistą we wspomnianym temacie ( łącząc go w sposób nietrywialny z fizyką materii skondensowanej ).

Książka jest przeznaczona dla osób, które coś już wiedzą na temat KTP

Ze swojej strony jako pewne wprowadzenie do tematu polecam książkę :

Kwantowa teoria pola - Lewis H. Ryder Cambridge University Press 1985, 1995

Tytuł oryginału : „Quantum field theory”  ( książka również dostępna w tłumaczeniu własnym )

Mam nadziej, że mój amatorski przekład będzie w jakikolwiek sposób użyteczny, zważywszy na fakt, że polskie wydawnictwa naukowe nie kwapią się szczególnie do publikacji takich pozycji.

Zachęcając do lektury i być może do dyskusji, poniżej podaje kilka według mnie szczególnie ciekawych i charakterystycznych cytatów ze wspomnianej książki ( ich dobór jak i przesłanie jest różnorodny )                                              

 1) W rzeczywistości ze współczesnego punktu widzenia przy przejściu do coraz większych energii cała „konstrukcja” KTP z konieczności okazuje się przybliżeniem do póki co nieznanej nam jeszcze teorii. W opinii niektórych fizyków, taka teorią jest teoria strun. Współczesny pogląd polega na tym, że obecnie KTP powinna być rozpatrywana jako efektywna niskoenergetyczna teoria, słuszna do pewnej skali energii ( lub w lorentzowsko-inwariantnej teorii do pewnej skali pędu ) L.

 2) Kiedy wykładam KTP, to aby podkreślić swoje słowa, pisze na tablicy „nie wstydźcie się waszej niewiedzy”

Dowolna teoria fizyczna powinna posiadać swój obszar zastosowania, poza granicami którego nie wiemy nic o tamtejszej fizyce. W przeciwnym wypadku nie możliwy byłby postęp w poznaniu fizycznym.

Przykładowo dobrze się stało, że Feynman, Schwinger, Tomonaga i inni odkrywcy QED nie mieli pojęcia o kwarkach.

 3) Był czas, że teorie nierenormalizowalne uważano za przypadki beznadziejne. Obecnie, opierając się na podejściu efektywnych teorii pola ( zobacz rozdział VIII.3 ) są one w pełni akceptowalne.

 4) Chcielibyśmy, aby fundamentalne prawa przyrody były symetryczne, chociaż tak właściwie nie zdajemy sobie sprawy jak nudny byłby symetryczny świat. W rzeczywistości świat rzeczywisty nie jest całkowicie symetryczny. Dokładnie – dobrze byłoby aby symetryczny był lagranżjan, a nie świat. Głównym celem współczesnej fizyki jest w istocie badanie tego jak mogą być naruszane własności symetrii lagranżjanu. W następnych rozdziałach przekonamy się, że nasza wiedza o fundamentalnych prawach fizyki oparta jest na rozumieniu procesów naruszenia symetrii.

 

5) Uwaga dla historyka nauki : stosunek fizyków –teoretyków do pewnej wielkości zarówno dużej jak i małej zależy (oczywiście) od kulturowego i intelektualnego otoczenia w jakim on wyrósł. Treiman powiedział mi kiedyś, że dla pokolenia, które wyrosło wraz z powstaniem bomby atomowej ( sam Treiman służył w siłach zbrojnych na Oceanie Spokojnym ) było szczytem absurdu przyjmować energię 138 [MeV] równą zero, kiedy energia wydzielana przy rozpadzie jednego jądra była rzędu 10 [MeV].

Obecnie nowe pokolenie młodych fizyków, pracujących w obszarze teorii strun, zupełnie spokojnie przyjmuje równym zero, każdą energię, która jest mniejsza od energii Planka 10 ^19 [GeV] 

 6) Już podkreślałem na ile ważnym jest zadawanie dobrych pytań. Oto pytanie : czy zawsze symetria w fizyce klasycznej jest symetrią w fizyce kwantowej ?

Historycznie teoretycy –polowcy przyjmowali prawie samo oczywiste, że dowolna symetria w fizyce klasycznej jest z konieczności symetrią w MQ. Prawie wszystkie symetrie, o których było wiadomo fizykom na wczesnym etapie rozwoju teorii pola, pozostawały symetriami zarówno w fizyce klasycznej jak i kwantowej. Przykładowo, MQ w sposób naturalny przyjmujemy inwariantną względem obrotów. Byłoby bardzo dziwne, jeśliby fluktuacje kwantowe wybierały sobie określony kierunek.

Teraz wyobraźmy sobie, jakim szokiem dla teoretyków pod koniec lat 60-tych było odkrycie, zgodnie z którym fluktuacje kwantowe w istocie mogą naruszać symetrie klasyczne. Byli oni na tyle zaszokowanie, że błędnie nazwali to zjawisko „anomalią”. Patrząc z dzisiejszej perspektywy, rozumiemy, że anomalia nie jest żadną konceptualną pułapką i zamieniając w całce zmienne całkowania, nie powinniśmy tylko zapominać o wpływie jakobianu takiego przekształcenia zmiennych.

Wykop Skomentuj1
Ciekawi nas Twoje zdanie! Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Salon24 news

Co o tym sądzisz?

Inne tematy w dziale