Wikipedia-dekning av historien er ganske perfekt, og det er knapt noe poeng i å datere den inkrementelle formelle utviklingen av det andre kvantiseringsbildet av Dirac, Jordan , Wigner, Pauli og Heisenberg, etc. QED har siden fungert som en prototype av vilkårlig opprettelse og utslettelse av materie og antimaterie, muliggjort av relativitet, som jeg mistenker at du allerede er klar over.

Her, imidlertid vil jeg understreke Fermis 1933 avgjørende bruk av QFT til å gjøre "ekte fysikk" (Wigner); partikkelfysikk slik vi forstår det selv i dag: han slo fast at opprettelse, utslettelse og transmutasjon av partikler i det svake interaksjonen beta-forfall best kunne beskrives i QFT, spesielt gjennom hans eponymiske kvartiske fermion-interaksjon. Dette C N Yang-papiret er viktig lesing om emnet. Merk lenke.

Et nøytron forsvinner, et proton, elektron og nøytrino vises, i et beregningsbart rammeverk. Essensen av QFT er kollektiv regnskap for ubestemte tall av opprettelse og ødeleggelse av partikler av forskjellige arter, nemlig andre kvantisering i Fock-rom: voldsom fremvekst og forsvinning av partikler / eksitasjoner underlagt bevaringsprinsippene til den spesifikke QFT, her bevaring av baryon- og leptontall, ladning osv. Med over referanse åpnet Fermi virkelig de konseptuelle flomportene.

Utviklingen av konseptet "Field" for å beskrive hendelsene som skjer rundt oss i forbindelse med ulike interaksjoner som opererte på "action på avstand" har veldig tidlig begynnelse.

Faraday og Maxwell skapte en av historiens mest talende endringer i vårt fysiske verdensbilde: overgangen fra partikler til felt.

Som Albert Einstein sa det, "Før Maxwell ble fysisk realitet ... tenkt som bestående i materialpartikler…. Siden Maxwells tid har den fysiske virkeligheten blitt ansett som representert av kontinuerlige felt ... og ikke i stand til noen mekanisk tolkning.

Denne endringen i forestillingen om virkeligheten er mest dyptgående og den mest fruktbare som fysikken har opplevd siden Newtons tid. ”

Som det forrige sitatet viser, støttet Einstein et syn på" felt er alle der "av klassisk (men ikke nødvendigvis kvantum ) fysikk. Han la den siste logiske berøringen på klassiske felt i sin artikkel fra 1905 og foreslo den spesielle relativitetsteorien, der han skrev "Innføringen av en 'lysende' eter vil vise seg å være overflødig."

For Einstein var det ingen materiell eter for å støtte lysbølger. I stedet for var "mediet" for lys selve rommet. Det vil si at for Einstein er felt tilstander eller romforhold. Dette er den moderne utsikten. Implikasjonen av spesiell relativitet (SR) om at energi har treghet styrker ytterligere både Einsteins avvisning av eteren og betydningen av felt. Siden felt har energi, har de treghet og bør betraktes som "substanser som" seg selv i stedet for bare tilstander av noe stoff som eter.

Den generelle relativitetsteorien (1916) løser Newtons dilemma angående "absurditet" ved gravitasjonell handling-på-avstand. I følge generell relativitet er universet fullt av gravitasjonsfelt og fysiske prosesser assosiert med dette feltet forekommer selv i rommet som er fritt for materie og EM-felt.

Således beskrev klassisk fysikk innen 1915 alle kjente krefter i form av felt - romforhold-- og Einstein uttrykte misnøye med at materie ikke kunne beskrives på samme måte.

Imidlertid kom den virkelige inngangen til partikkelkonsept og en alternativ feltbeskrivelse eller visualisering inn med fremkomsten av Quantum Field Theory .

kvantefeltteoriens historie begynner med opprettelsen av Paul Dirac, da han forsøkte å kvantifisere det elektromagnetiske feltet på slutten av 1920-tallet. Store fremskritt innen teorien ble gjort på 1950-tallet, og førte til innføring av kvanteelektrodynamikk (QED). QED var så vellykket og nøyaktig prediktiv at det ble gjort forsøk på å bruke de samme grunnleggende konseptene for de andre naturkreftene. På slutten av 1970-tallet utnyttet denne innsatsen vellykket teori i den sterke kjernekraften og den svake kjernekraften, og produserte den moderne standardmodellen for partikkelfysikk.

La oss prøve å visualisere elektroner.

Overalt i rommet er det et felt som kalles elektronfeltet. Et fysisk elektron er ikke feltet, men heller en lokal vibrasjon i feltet.

Elektroner er ikke de eneste partiklene som består av lokaliserte vibrasjoner i et felt; alle partikler gjør. Det er et felt for alle kjente partikler, si et foton, en kvark, et gluonfelt og så videre.

Selv den nylig oppdagede Higgs-bosonen er slik. Higgs-feltet samhandler med partikler og gir dem massen, men det er vanskelig å observere dette feltet direkte. I stedet leverer vi energi til feltet i partikkelkollisjoner og får det til å vibrere. Når man sier "vi har oppdaget Higgs boson," bør du tenke "vi har fått Higgs-feltet til å vibrere og observert vibrasjonene."

Denne ideen gir et helt annet syn på hvordan den subatomære verden fungerer. Spenner over hele rommet er et stort utvalg av forskjellige felt som finnes overalt. Det vi tenker på som en partikkel, er ganske enkelt en vibrasjon av dets tilknyttede felt.

Dette har viktige konsekvenser for samspillet mellom partikler. Tenk for eksempel på en prosess der to elektroner avfyres mot hverandre og blir spredt.

I det kvasiklassiske synet på spredning avgir ett elektron et foton og trekker seg deretter tilbake. Fotonen beveger seg til det andre elektronet, som også trekker tilbake.

Når fotonet lager et kvark- og antikvarkpar, vibrerer kvarkfeltet mens de to andre feltene ikke har noen eksitasjon. kombinere for å lage et gluon, bare gluonfeltet har en vibrasjon.

I QFT-tilnærmingen induserer en vibrasjon i elektronfeltet en vibrasjon i fotonfeltet. Fotonfeltvibrasjonen transporterer energi og momentum til en annen elektronvibrasjon og absorberes.

I den velkjente prosessen der et foton konverterer til et elektron og et anti-elektron, er fotonfeltvibrasjonene overført til elektronfeltet og to sett med vibrasjoner er satt opp - det ene samsvarer med en elektronvibrasjon og det andre samsvarer med antielektronen.

Denne ideen om felt og vibrasjoner forklarer hvordan universet fungerer i en dypt og grunnleggende nivå. Disse feltene spenner over hele plassen. Noen felt kan "se" andre felt mens de er blinde for andre.

Fotonfeltet kan samhandle med felt av ladede partikler, men kan ikke se gluon- eller nøytrinofelt. På den annen side kan et foton samhandle indirekte med gluonfeltet, først ved å lage kvarkvibrasjoner som deretter gjør gluonvibrasjoner.

Kvantefelt er virkelig en tankebøyende måte å tenke på. Alt - og jeg mener alt - er bare en konsekvens av at mange uendelig store felt vibrerer.

Hele universet er laget av felt som spiller en enorm, subatomær symfoni. Fysikere prøver å forstå melodien.

Referanse-

https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1204/1204.4616.pdf https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_quantum_field_theory http://www.pbs.org/wgbh/nova/blogs/physics/2013/08/the- gode vibrasjoner-av-kvantefeltteorier /