Масса: характеристика, определяющая энергию поля в состоянии покоя.
* Заряд: характеристика, определяющая взаимодействие поля с другими полями.
1.1.1.2 Частицы:
Частицы в КТП – это кванты полей, то есть дискретные порции энергии, которые описывают элементарные частицы.
* Создание и уничтожение: Частицы могут быть созданы или уничтожены в процессе взаимодействия полей.
* Волновые свойства: Частицы обладают волновыми свойствами, проявляющимися в явлениях интерференции и дифракции.
* Квантование: Принцип квантования поля означает, что энергия и импульс поля могут принимать только дискретные значения, кратные кванту энергии или импульса.
1.1.1.3 Операторы:
Операторы в КТП – это математические объекты, которые действуют на квантовые состояния и описывают физические величины.
* Энергия: Оператор энергии описывает общее количество энергии системы.
* Импульс: Оператор импульса описывает количество движения системы.
* Момент импульса: Оператор момента импульса описывает вращательное движение системы.
* Заряд: Оператор заряда описывает количество электрического заряда системы.
* Создание и уничтожение: Операторы создания и уничтожения используются для описания процессов создания и уничтожения частиц.
1.1.1.4 Квантовые флуктуации:
Квантовые флуктуации – это непрерывные случайные изменения в квантовых полях, которые обусловлены их квантовой природой.
* Виртуальные частицы: В результате квантовых флуктуаций в вакууме могут возникать виртуальные частицы и античастицы, которые существуют кратковременно.
* Эффект Казимира: Пример влияния квантовых флуктуаций на физические силы.
* Важная роль в квантовых процессах: Квантовые флуктуации играют важную роль в квантовых процессах, таких как распад частиц, переход в другое состояние, взаимодействие частиц.
1.1.2 Основные уравнения КТП:
1.1.2.1 Уравнение Клейна-Гордона:
Уравнение Клейна-Гордона является релятивистским волновым уравнением, описывающим поведение скалярных полей, то есть полей, не имеющих спина.
* Скалярные поля: Эти поля описывают частицы, которые не имеют собственного момента импульса (спина), например, пионы, хиггсовский бозон.
* Релятивистское уравнение: Оно учитывает специальную теорию относительности и инвариантно относительно преобразований Лоренца.
Математическое описание:
Уравнение Клейна-Гордона выглядит следующим образом:
(∂^2/∂t^2 – ∇^2) φ (x, t) = m^2 φ (x, t)
где:
* φ (x, t) – скалярное поле,
* m – масса частицы,
* ∇^2 – оператор Лапласа,
* ∂/∂t – частная производная по времени.
Решение
