量子场简介(量子场是怎么作用的)

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评论 2023-07-19 13:02:05 浏览
1、量子场是怎么作用的

这是个不存在于空间也不在时间中演化的世界,一个只由相互作用的量子场组成的世界,通过密集的相互作用网格产生“空间”、“时间”、“粒子”、“波”与“光”。

2、量子场早是什么

“规范对称”和“约束系统”是两个物理内涵相同的技术名词,但约束系统的语言比规范系统更容易想象及掌握其物理细节。例如,电磁学是一个U(1)局部规范理论,对许多专家来说是抽象得难窥其中奥秘的理论,但如果把电磁说成是一个约束系统,约束着理论中的电磁场的自由度,使得在时空上每一点都满足电荷守恒的要求便更容易明白得多。几何测量标度(scale)可以自由选取的构想,由赫尔曼·外尔先发展出来,而量子力学形成后,外尔注意到波函数具有的重新调校标度(rescaling)的对称性,并进而导出了电磁学中的电荷守恒。今天,我们称量子电动力学为一个U(1)“规范不变性”的理论。为了解决当时基本粒子的物理问题,扬振宁以及罗伯特·米尔斯于1954年引进了非交换性的规范场位势,现在被称为杨-米非阿贝尔规范理论,成了今天标准模型的基石。量子场论中的量子场的特质是在每一个空间点上都有着无穷多个自由度;如果在这些无穷多个自由度中存在着对称性,那么在每一点上都必须有一些自由度是多余的,而且他们必没有物理地位。在当代的术语里,为得到一个规范不变的、有物理意义的单一参数,这意味着这些多余的自由度必须在每一点上都可以被规范处理掉,就像内蕴时间场变量的霍奇分解那样,而这也说明为何规范对称性在场论中都必须是局部的。在某种意义上,这个世界必须是规范的,因为世界需要时间进行简化,而且我们日常的经验告诉我们时间必须只是个一维参数,只有规范性才能把“时间场算符”中不相干的自由度消灭掉。把规范对称视为相位变化下的对称性的传统术语,是个不完整的概念。这仅仅是在量子力学中是恰当的。但是当要处理有着无穷多个自由度的量子场算符时,就显得不恰当了。在量子场理论中,约束理论比规范理论更贴切,第一类约束于场算符所产生的剩余自由度(规范自由度)之细小改变与规范对称变换所产生的改变是一样的。在那些物理可观测量中是不能够存在那些剩余自由度的。因此它们不能在对称变换下改变,而必须以第一类约束对易---即规范不变性。这与处理只有无穷细小的激发态量子场论的特质是自洽的。我们诠释动量约束所引起的基本变量的变化,与广义无穷小的坐标变换的效应等价,但必须强调:(1)理论中的基础性对称,乃是由约束量的形式及其所对应产生的精确的变换所决定。而非借由将要在作用量及哈密顿量中被积分掉的赝(dummy)空间坐标变量的变换来决定。(2)H在三维微分同胚映射对称变换下所产生的改变乃是动力场在相同坐标上取值的结果。在这个意义上,这与平常所见到的杨-米规范场变换是自洽的,但一般却把杨-米规范场变换看成是“内部的”,而广义相对论变换则被认为是“外部的”或者是时-空坐标的变换。真正重要的是,其中对称性乃是由理论中的动力场的变化所完全决定,而非借由“导致的坐标变换”所决定,坐标只是个标签,缺乏任何主动的角色。因此单就空间微分同胚映射变换对称性来说,他们就是爱因斯坦理论的规范对称场,这与一般称作“内部的”杨-米规范场完全一样,都是描述相同坐标点上规范对称场的改变。认识广义相对论其实就是一个规范场理论,以及其根本的动力变量乃来自于空间,而并非时空的度规,不仅化解耦合引力到费米子时所面临的问题,也同时揭示了当四维时空在量子扰动下失去其有效性时,要如何超越等距同构、框纤维丛、切面对称规范化等概念所扮演的角色。要自洽性的量子化一个量子场论,就必须提供一个可靠的微观因果结构。在杨-米规范量子场论中,场算符间的对易关系乃经由相对于固定背景度规提供的光锥结构(决定了光锥结构乃至于类时、类空与类光的性质)的柯西初值超曲面来定义。正如惠勒强调:因为量子引力态不可能无限精确的让峰值在某个经典配置状态中,四维时空只是一个有适用限制的经典概念,因此,我们不能在量子领域中定义并引用四维框纤维丛这一概念。另一面一个自洽的量子引力理论作为一个真正的规范对称的空间微分同胚映射对称变换的基础物质,乃完全平行杨-米规范对称性质及其基本动力学变量的空间度规的基础性作用,而不是时空度规的重要性。从重整化群的角度来看,量子场在重整化过程中将重新调整结构并由相应的量子场论的固定点的结构细节来将自己融解成更精细的结构,而顶多是半经典的四维时空结构,将终融解成基本的结构。因此在不存在背景时空的情况下,重要的是利用三维空间度规场(而非四维时空)来定义和量子化引力,如杨-米规范场理论一样,应期待一个局部哈密顿密度。这个从四维协变对称转变为三维协变对称的根本观念转变和典范转移,可以在隐含与局部哈密顿密度中,能够自然的实现波粒二象性的量子场的色散关系中,得到支持。

3、量子场是啥

人脑思考,量子纠缠。电脑思考,光子纠缠。电子丶光子都是量子场的一种!可以复制,没有问题。电脑人与生物人,各有优势!感官丶存储丶计算丶发射,电脑人略强。指挥丶创造,生物人略强。[灵光一闪]

4、量子场需要占据空间吗

一个宏观,一个微观。宏观量子化,更复杂。微观量子化,没搞懂。量子场分布,才刚刚起步![呲牙]

5、量子场几维

深红外规范理论的经典动力学深红外规范理论是理论物理学中的一个重要概念,它的经典动力学有着广泛的应用。在本文中,我们将探讨深红外规范理论的基本概念、经典动力学的原理和应用。首先,我们来看深红外规范理论的基本概念。深红外规范理论是一种描述强互作用物理过程的量子场理论,它基于一个称为规范场的场。规范场是一种强相互作用力的一部分,其作用是保持粒子之间的距离稳定。在深红外规范理论中,规范场的表达式包含了两个部分,一个是光子的基本贡献,另外一个是强相互作用力产生的修正项。因此,在深红外规范理论中,通过规范场的作用,可以描述强相互作用过程,如粒子散射和粒子作用。其次,我们来看深红外规范理论经典动力学的原理和应用。经典动力学是物理学中描述物体和其运动方式的一个学科,它描述物体的运动方式和位置,从而为其宏观特性提供了基本的描述。深红外规范理论经典动力学是一种使用规范场作为基本变量来描述物质运动方式的一种方法。其基本运动方程可以由拉格朗日函数推导出来, 其中,拉格朗日函数包括动量、能量等包括规范场在内的所有因素。深红外规范理论的经典动力学可以应用于许多领域,如物理化学、生命科学、材料科学和天文学等等。具体地说,在物理化学领域,深红外规范理论经典动力学可以用于研究物质的电离行为、反应动力学、热力学性质和物质的光谱特征。在生命科学领域,深红外规范理论经典动力学可以揭示细胞生长、代谢、信号传递和生物大分子结构的基本规律。在材料科学领域,深红外规范理论经典动力学可以解释材料的能带结构、结构性质、电子能级和热学性质。在天文学领域,深红外规范理论经典动力学可以描述宇宙早期的暴涨宇宙学模型、引力波的探测和恒星演化过程。总之,深红外规范理论的经典动力学是物理学中一个重要的领域。其可以用来解释和描述物体的运动方式和位置,从而为科学研究和技术应用提供重要的帮助。深红外规范理论的经典动力学在不同的领域都有着广泛的应用,例如物理化学、生命科学、材料科学和天文学等领域,为其研究提供了新的方法和理论支持。未来,我们可以期待深红外规范理论经典动力学在更多领域得到应用。同时,也需要继续研究和发展这一领域的理论和方法,以更好地推进科学技术的发展和创新。深红外规范理论经典动力学的应用不仅可以帮助我们更好地理解和探索我们的世界,同时也为我们带来了更多的应用和发展的机会。除了在物理化学、生命科学、材料科学和天文学等领域的应用,深红外规范理论的经典动力学在当今的研究中,也涉及到了其他相关的领域,比如光电子学、纳米技术、再生能源等等。在这些领域,深红外规范理论的经典动力学已经成为了理论和实验研究重要的工具,例如在光电探测器、石墨烯、太阳能电池等器件研究中的应用。另一方面,在深红外规范理论经典动力学的理论发展中,还存在着许多挑战和问题需要我们去解决。例如,在理论推导和计算上,还需要优化现有的方法,探索新的理论模型和算法;在应用中,还需要更加高效和准确的实验验证和数据处理。综上所述,深红外规范理论的经典动力学是一种重要的物理学理论,不仅为科学研究提供了理论和应用支持,也为我们使用和发展技术带来了新的思路和机会。在未来的研究中,我们需要保持对深红外规范理论经典动力学的持续关注和探索,以更好地应对这个领域所面临的挑战和问题,并推动其在更多领域的广泛应用。

6、量子场的信息有哪些

百年物理学的启示一、前言物理学在过去一个世纪的发展是非凡的,彻底改变了我们对宇宙基本运作的理解。它带来了许多突破和变革性的发现,不仅提高了我们的科学知识,而且塑造了我们的技术进步和日常生活。以下是过去一个世纪物理学发展的一些重要启示:量子力学:20世纪初量子力学的出现彻底改变了我们对微观世界的理解。它引入了波粒二象性的概念,其中粒子可以表现出波状和粒子状的性质。这一突破为理解原子、分子和亚原子粒子的行为铺平了道路,从而在固态物理学、核物理学和量子计算等领域取得了进步。广义相对论:阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论发展于20世纪初,提供了对引力的新理解。它描述引力不是一种力,而是由质量和能量引起的时空曲率。广义相对论已经成功地预测了引力波、黑洞和大质量物体周围的光弯曲等现象。它改变了我们对宇宙的理解,并为现代天体物理学奠定了基础。粒子物理学和标准模型:粒子物理学的研究在过去的一个世纪中取得了重大进展。粒子加速器和探测器的发展使科学家能够探测物质的基本成分以及控制它们的力。夸克和轻子等基本粒子的发现以及标准模型的制定为描述这些粒子的相互作用提供了一个全面的框架。它加深了我们对宇宙组成部分的理解。宇宙学和大爆炸理论:20世纪见证了宇宙学的重大进步——对宇宙起源、演化和结构的研究。宇宙微波背景辐射的发现为大爆炸理论提供了令人信服的证据,该理论表明宇宙起源于一个热和致密的状态。宇宙学观测,如星系的红移以及暗物质和暗能量的存在,塑造了我们对宇宙结构和膨胀的理解。技术应用:物理学的发展具有深远的技术意义。从为现代电子产品提供动力的晶体管和集成电路的发明到激光、磁共振成像 (MRI) 和其他各种技术的发展,物理学已经彻底改变了许多领域。它还为可再生能源、核电、材料科学和电信的进步做出了贡献。总的来说,过去一个世纪物理学的发展从根本上改变了我们对宇宙的理解,并为显着的技术进步铺平了道路。它继续突破知识的界限,激励新一代科学家和研究人员解开宇宙的奥秘。以下是过去一个世纪物理学发展的更多启示:量子场论:量子场论(QFT)作为一个结合了量子力学和狭义相对论的强大框架出现。它将粒子的行为描述为潜在量子场的激发。QFT在理解自然界的基本力方面起到了重要作用,例如电磁力,强核力和弱核力以及负责粒子质量的希格斯机制。量子电动力学(QED):QED是一种量子场论,描述了光子(光粒子)与带电粒子(如电子)的相互作用。QED成功地解释和预测了广泛的现象,包括原子中电子的行为,物质对光的散射和兰姆位移(原子能级的能量位移)。QED是物理学中精确和成功的理论之一,其预测已被实验证实为精确。量子信息与计算:量子力学的发展为信息处理和计算开辟了新的可能性。量子信息理论探索了量子系统的独特性质,比经典方法更有效地操纵和传输信息。量子计算旨在利用量子力学的原理来执行经典计算机无法实现的复杂计算。该领域在量子系统的密码学、优化和模拟方面具有重大进步的潜力。中微子物理学和中微子振荡:中微子是微小的电中性粒子,曾经被认为是无质量的,与物质的相互作用很弱。然而,20世纪末和21世纪初的实验表明,中微子具有质量,并且在穿越太空时可以改变“味道”,这种现象被称为中微子振荡。这一发现使人们对中微子、它们的性质以及它们在天体物理学和粒子物理学中的作用有了更深入的了解。这些启示证明了物理学对我们对宇宙的理解、技术进步和对新领域的探索的深远影响。随着我们的前进,物理学的持续发展有望揭示对现实基本本质的更深入的见解,并以我们无法想象的方式塑造我们的世界。二、笔者观点从量子力学和广义相对论的革命到粒子物理学的发现和标准模型的制定,物理学加深了我们对微观和宏观世界的认识。从量子信息和计算到中微子、超导和凝聚态物理学的研究,物理学不断发现新现象并开辟新领域。通过跨学科的联系及其在应对气候变化和可持续能源等全球挑战中的作用,物理学仍然处于科学探索和技术进步的前沿。参考文献:《量子宇宙:一切可能发生的事情确实发生了》(The Quantum Universe: Everything That Can Happen Do Happen),作者:Brian Cox和Jeff Forshaw布莱恩·格林(Brian Greene)的《优雅的宇宙:超弦、隐藏维度和对理论的追求》罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)的《通往现实之路:宇宙法则的完整指南》(The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe)

7、量子场能量

因为父亲看不到儿子,儿子就得不到气感,就乱感。天地人万物都是有气场的,就是量子场它们是一体的。

8、量子场基本知识

《时间的秩序笔记》海涛2023.3.15《时间的秩序》这本书的作者卡洛罗韦利是意大利物理学家,圈量子引力理论的开创者之一,他被誉为下一个史蒂芬·霍金。这本书是罗韦利新的作品,他被美国《时代周刊》评为2018年十大非虚构好书,也是豆瓣2019年受关注的十大好书之一。在漫威电影奇异博士中扮演奇异博士的本尼迪克特康伯巴奇还为本书录制了有声版,该有声版获得了英国国家图书奖。人们普遍认为,时间具有统一性,指的是时间面前人人平等。全世界的人感受到的时间是匀速的、统一的。但事实恰恰相反,时间从来都不公平。它的真面貌是忽快忽慢。影响时间快慢的要素有两个,质量和速度。1976年,两个美国物理学家推导发现了一个量子引力的数学基础方程式,在这个方程里居然真的不包含时间这个变量。时间消失了,起初没有人能理解这个方程,连发现者本人也理解不了。没有了时间,难道世界是静止不变的吗?但后来人们意识到基本方程中时间的消失并不意味着时间会静止,恰恰相反,这意味着变化普遍存在,而无需被时间指挥。他描述的不是事物在时间中如何变化,而是事物相对于彼此如何变化。当我们抛弃了时间之后,有一件事情就变得明确了,那就是宇宙是由变化的“事件”构成的(就犹如我们人类前年第一次拍了一个黑洞“照片”,它不是黑洞真实我们地球人类意义上实物照片,而被称作“事件边界”)。我们过去认为宇宙是由物体构成的,其实所有的物体都只是变化中的事件。比如一块石头不是物体,它是量子场的复杂震动(物质细分到了量子级别,它只是不确定态或叫作叠加态的波函数,也既能量波)。一朵云不是物体,它是空气中的水蒸气的凝结。一个家庭不是物体,而是关系事件感受的集合。一个人,也不是物体,它是食物、信息、语言等进进出出的复杂过程。在这个由变化的事件所构成的宇宙中,一切皆可扮演时间,这就是我们这个世界真实的运作方式。所以,时间的只是人类大脑通过身体感知器官建立的一个模型,其本质是事件,是事件的关联关系。由此,我说,时间对每个个体人类是不同一的、不公平的。形象点讲,重量(质量)和速度都能影响你的时间流逝程度,所以,要减肥减体重,要运动,需要生命不息奋斗不止的事件,那么,你大脑构建的时间模型就会和别人不一样。就比混吃等死的时间流逝的要慢多了,你就会在你大脑构建的时间“永葆青春”。#量子场简介#