什麼是規範場理論,規範場的概念提出

時間 2021-05-06 00:07:29

1樓:棋路人生

與物理規律的定域規範變換不變性相聯絡的物質場。

規範場的概念提出

2樓:百度使用者

一種與物理規律的定域變換不變性不可分割地聯絡在一起的物質場,場量子的自旋是媡。規範變換的概念是由德國學者h.韋耳在2023年提出來的。

「規範」的德文eich原意是尺度,韋耳試圖通過物理規律不因在時空每一點上量度時空的尺度的隨意選擇而有所改變的原理來匯出電磁理論。這種在時空每一點上量度時空的尺度的改變稱為定域規範變換,韋耳所試圖應用的原理亦稱作定域規範變換不變性原理。韋耳的嘗試並沒有成功,原因在於他所用的尺度的變換隻涉及時空自由度的改變,而電磁勢的改變則涉及物質的內部自由度(電荷),這兩種自由度是不同的。

2023年量子力學建立後,規範變換有了新的含義。在量子力學中有一種新的不變性:波函式的整體的相位的選擇有著任意性,相因子的改變

對力學量的觀測值毫無影響。在量子力學中,每一種變換下的不變性導致一種物理守恆量,與上述不變性相聯絡的守恆量就是電荷。

如果波函式在時空的每一點上相位作正比於電荷的改變

要求量子力學在這變換下不變,則必須有一向量場aμ(尣,t)存在,它在變換

⑵下作相應的變換

由它定義的場強正好為麥克斯韋方程組所描述,它與波函式ψ 所描述的帶電粒子的相互作用,正好是熟知的電磁相互作用,因此,它就是電磁場的向量勢。這樣,就完成了由韋耳開頭嘗試的從定域規範變換不變性匯出電磁理論的工作。只是,規範變換已經從原來的定義換成由式⑴及⑵所規定的相位的變換,前者與時空無關,稱為整體規範變換,後者與時空有關,稱為定域規範變換。

由定域規範變換下不變性所要求存在的場,稱為規範場。變換 ⑵在數學上構成單引數的么正變換群u⑴,這種變換往往被稱為u⑴定域規範變換。電磁場就是u⑴定域規範變換不變性所要求的規範場。

這種場的量子就是光子,它的質量為零,自旋為媡,是傳遞電磁作用【它在u⑴定域規範變換下不變】的量子。

規範場論的例子

3樓:灼眼的夏娜

電路中接地的定義是規範對稱性的一個例子;當線路所有點的電壓升高相同的電壓時,電路的行為完全不變;因為電路中的電壓差不變。該事實的一個常見釋例是棲息在高壓電線上的鳥不會遭電擊,因為鳥對地絕緣。

這稱為整體規範對稱性trefil,1983。電壓的絕對值不是真實的;真正影響電路的是電路元件兩端的電壓差。接地點的定義是任意的,但一旦該點確定了,則該定義必須全域性的採用。

相反,如果某個對稱性可以從一點到另一點任意的定義,它是一個區域性規範對稱性。

^ james s. trefil 2023年, 創造的瞬間。 scribner, isbn 92-93頁。

規範場論的規範理論的量子化

4樓:允兒

量子化的要bai

點在於能夠計算對du

於理論所允許的各種

zhi程序的量子振幅dao

。技術上,它們退版化為在真空權狀態下的特定相關係數函式的計算。這涉及到理論的一個重正化。

當理論的巡行耦合足夠小時,所有需要計算的量可以用微擾理論計算。設計用於簡化這樣的計算的量子化方案(例如標準量子化)可以稱為微擾量子化方案。一些這種方法導向了規範理論的更精確的試驗測試。

但是,在多數規範理論中,有很多有趣的問題是非微擾的。設計用於這些問題的量子化方案可以稱為非微擾量子化方案。這樣的方案的精確計算經常需要超級計算,因而比其他方案的發展要少。

一些理論經典的對稱性在量子理論中不再成立—這個現象稱為一個反常。最出名的包括:

共形反常,它導致了一個跑動耦合常數。在qed中,這導致了朗道奇點(landau pole)。在量子色動力學(qcd)中,這導致漸進自由。

手徵反常,出現在費米子手性或者向量場論中。這通過瞬子的概念和拓撲有緊密的關聯。

在qcd中,這個反常導致了π介子衰變成為兩個質子。

規範反常,在任何自洽的物理理論中必須消去。在電弱理論中,這個消去要求夸克和輕子數量相等。這被稱為gim機制。

規範場論的在物理學上的重要性

5樓:手機使用者

規範場論在物理學覆上的重要性,在制於其成功為量子電bai動力學、弱相互作

du用和zhi

強相互作用提供了一個統一dao的數學形式化架構——標準模型。這套理論精確地表述了自然界的三種基本力的實驗**,它是一個規範群為su(3) × su(2) × u(1)的規範場論。像弦論這樣的現**論,以及廣義相對論的一些表述,都是某種意義上的規範場論。

有時,規範對稱性一詞被用於更廣泛的含義,包括任何區域性對稱性,例如微分同胚。該術語的這個含義不在本條目使用。

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