不知道量子场论,怎么好意思说如何理解服务的本质电荷的本质

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什么是场量子化
答:量子场论,顾名思义,就是把场量子化,在量子力学中,被量子化的仅仅是radiation,但是从本质上来看,量子力学和量子场论没有任何区别,前者是处理有限的自由度,后者是处理无穷多的自由度(因为场被量子化),所以,量子场论完全可以看成是量子。
二次量子化和场量子化有区别吗?
答:我认为其实质是一样的。你觉得呢?
量子化是什么意思?
答:在经典物理学中,对体系物理量变化的最小值没有限制,它们可以任意连续变化。但在量子力学中,物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化,具体有多大要随体系所处的状态而定。这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化。
量子化辐射场与经典辐射场的区别
答:人们可以不喜欢思考:有多少能站在这个古老的问题,天使的尖端去思考这些事情,他什么都不知道了。但对我来说,总可以归因于爱因斯坦提出的问题多达这种问题。 “ 面对神秘的超距作用,爱因斯坦倾向于认为这是不可能知道的东西(如粒子可以同时拥...
电磁场的量子化是什么意思
答:在物理学里,量子化是一种从经典场论建构出量子场论的程序.使用这程序,时常可以直接地将经典力学里的理论量身打造成崭新的量子力学理论.物理学家所谈到的场量子化,指的就是电磁场的量子化.在这里,他们会将光子分类为一种场量子(例如,称呼光子为...
电磁场的量子化是什么意思?
答:在物理学里,量子化是一种从经典场论建构出量子场论的程序。使用这程序,时常可以直接地将经典力学里的理论量身打造成崭新的量子力学理论。物理学家所谈到的场量子化,指的就是电磁场的量子化。在这里,他们会将光子分类为一种场量子(例如,称...
理论物理的发展是不是遇到瓶颈了
答:理论方面,Wilson的重整化理论以全新的观点审视量子场论的基础结构,提出了重整化流的概念,阐述清楚了有效量子场论的意义;Nambu、Goldstone、Higgs等人发展了自发对称性...
规范场论的规范理论的量子化
答: 量子化的要点在于能够计算对于理论所允许的各种进程的量子振幅。技术上,它们退化为在真空状态下的特定相关系数函数的计算。这涉及到理论的一个重正化。当理论的巡行耦合足够小时,所有需要计算的量可以用微扰理论计算。设计用于简化这样的计算...
基本电荷的电荷量子化
答:所谓电荷的量子化指的是任何带电体的的电量只能取分立、不连续的量值的性质。那么也就是说任何带电体的电量都是基本元电荷的整数倍。 密立根的实验证明了微小粒子的带电量不是连续变化的,电荷量总是某个元电荷的整数倍,电荷量遵循量子变化规律...
sz的量子数的量子化取值是怎样得来的
答:sz的量子数的量子化取值是怎样得来的 量子数是量子力学中表述原子核外电子运动的一组整数或半整数。因为核外电子运动状态的变化不是连续的,而是量子化的,所以量子数的取值也不是连续的,
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最好的场量子化网站,,福利站联盟为您推荐最好最专业的场量子化,选择词汇问答网就是选择经典,100%让您放心。我们或许在很小的时候就知道,这个世界有正负两种电荷,带同种电荷的物体相斥,带异种电荷的物体相吸。我们还知道,电子带负电荷,质子带正电荷。但事实上,对于电荷的本质,可能大多数人并不清楚。虽然电荷的概念已经有了数百年,但是直到上个世纪中期,有了量子场论,人们才能从某种程度上说真正理解了电荷的本质。而今天的主题就是揭开这个我们既熟悉又陌生的电荷的真正面纱。
现在人们基本承认电子是一种基本粒子,但事实上我们并没有亲眼看到电子长得什么样,是圆的?还是方的?我们唯一清楚的是根据探测器探测到的数据可以肯定某粒子的行为跟我们定义出来的电子的行为是一模一样的;而对于声子,我们则普遍认为它是一种准粒子,并非真实存在的,但另一方面,从探测器上的数据来看它确实完全可以认为是一种真实存在的粒子。
对于自由粒子体系,它有空间平移对称性,因此它就对应了系统动量守恒;对于保守力场体系,它有时间平移对称性,因此它就对应了系统能量守恒;对于有心力场体系,它有空间旋转对称性,因此它就对应了系统角动量守恒。
同能量、动量和角动量一样,电荷也是来自于一种连续的对称性,叫做全局的U(1)规范对称性。该对称性与能量、动量及角动量所对应的时间平移、空间平移和空间旋转对称性是有很大区别的,后者的对称性都是和时空相关的,都被称为时空对称性,而前者的对称性则与时空无关,被称为内禀对称性。因此,我们也称粒子的电荷是一种内禀的属性与时空无关。
同能量、动量和角动量一样,电荷也是来自于一种连续的对称性,叫做全局的U(1)规范对称性。该对称性与能量、动量及角动量所对应的时间平移、空间平移和空间旋转对称性是有很大区别的,后者的对称性都是和时空相关的,都被称为时空对称性,而前者的对称性则与时空无关,被称为内禀对称性。因此,我们也称粒子的电荷是一种内禀的属性与时空无关。
电荷的本质是来源于粒子的全局U(1)规范对称性(其实反过来并不一定成立,也就是说并不是所有粒子的全局的U(1)规范对称性的守恒荷都是电荷,只有在是与电磁场耦合的意义下的全局的U(1)规范对称性的守恒荷才是电荷),是个内禀属性,其大小仅依赖于粒子种类,而不依赖于该粒子的时空坐标系选择,即对于一个确定的粒子来说,其电荷量是常量,且互为正反粒子所带的电荷量大小相等符号相反。
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不知道量子场论,怎么好意思说理解电荷的本质?诺特定理是将物理中的守恒量与对称性联系起来的一个理论,即,系统的任何一个连续对称性都能对应一种守恒量(这里必须是连续对称性)。比如说,对于自由粒子体系,它有空间平移对称性,因此它就对应了系统动量守恒;对于保守力场体系,它有时间平移对称性,因此它就对应了系统能量守恒;对于有心力场体系,它有空间旋转对称性,因此它就对应了系统角动量守恒。事实上,这些守恒量我们统称为守恒荷,将这些荷的空间分布密度定义为荷密度ρ,对荷密度进行全空间积分便得到系统总的荷量。而一般情况下空间中的荷是一直在空间流动的,这样这些荷就形成了流(具体物理图像,读者可参考水流和电流的物理过程,可以从中类比过来)。那么,若系统具有某种对称性,根据诺特定理,我们可以推导出如下的守恒荷方程:或积分形式:第一个方程的物理意义是空间所有点的荷密度变化率等于该点流入或流出的荷密度的速率,也就是说该体系是一个保守体系,没有任何荷从该系统中消失也没有额外的荷进入到该体系,因此该系统的总的荷是守恒的(其实,第二个积分方程更能十分直观反映荷守恒的结论,但不如微分方程给出的物理过程那么清晰)。其实,这也就是电荷守恒的微分和积分形式。注:对称性是现代物理学理论中的一个极其重要的概念,其表示在经过某些变换时,系统状态保持不变,而这里系统的状态则是由系统的欧拉-拉格朗日方程(又称运动方程)所描写的。例如,对于保守场体系,系统的拉格朗日量不显含时,从而它的运动方程也只含有时间的偏导项,因此对时间进行平移变换(即t→t+T的变换,这样,对时间的偏导项会保持不变),运动方程自然保持原来的形式,所以我们说该保守系统具有时间平移对称性。三、电荷的本质读到这,相信很多读者可能已经对电荷有了一些似是而非的理解了。是的,同能量、动量和角动量一样,电荷也是来自于一种连续的对称性,叫做全局的U(1)规范对称性。该对称性与能量、动量及角动量所对应的时间平移、空间平移和空间旋转对称性是有很大区别的,后者的对称性都是和时空相关的,都被称为时空对称性,而前者的对称性则与时空无关,被称为内禀对称性。因此,我们也称粒子的电荷是一种内禀的属性与时空无关。那么,何为全局的U(1)规范对称性?我们知道,在量子场论中,粒子的行为是由该粒子的场算符所描写的,而对于很多粒子来说,它的场算符是由一对互为厄米共轭的复的场算符和来表示,比如电子。全局的U(1)规范变换,即是对场算符做的变化,即在场算符前加一个全局的相位因子(这里的α是一个任意的与坐标无关的实参数,若其与空间坐标有关则被称为局域的U(1)规范变换,这里不予讨论)。若在这种变化下,即α 取任何实数,系统的运动方程都保持不变,那么称该体系具有全局的U(1)规范对称性。这样,我们可以根据相关的数学计算,将全局的U(1)规范对称性所对应的守恒荷的相关算符形式给求出来。例如,对于自由的电子场,根据诺特定理,通过计算我们可以得到如下的守恒荷的算符形式:其中,分别是电子与正电子(电子的反粒子)的产生、湮灭算符,s表示电子的自旋。显然将Q算符作用在电子的单粒子态上,我们得到单电子的该荷量是+1,作用在正电子的单粒子态上,得到正电子的单粒子荷量为-1,也就是说电子与正电子所带的这种荷大小相等,符号相反,而这一结论可以推广的所有粒子中。这里,大家可能发现了,我们仅仅给出了该荷的形式上的量子化关系,并不能计算出电子实际所带的该荷量的大小和其物理意义。这是由于我们上面所讨论的是自由电子场,并没有引入相互作用。当我们将电子场与电磁场进行耦合,即引入电磁相互作用时,我们发现电子所带的该种荷与我们先前定义的电荷的行为是完全一样的,因此,我们认为电子的该守恒荷就是我们所说的电荷。实际上,从电磁相互作用的拉格朗日量中我们可以看出,单粒子的电荷量大小影响着该粒子与电磁场的耦合强度(及QED的耦合系数),二者是成正比的。推广到经典极限下,粒子的电荷就表征着库伦力的大小和方向。总之,我们认为,电荷的本质是来源于粒子的全局U(1)规范对称性(其实反过来并不一定成立,也就是说并不是所有粒子的全局的U(1)规范对称性的守恒荷都是电荷,只有在是与电磁场耦合的意义下的全局的U(1)规范对称性的守恒荷才是电荷),是个内禀属性,其大小仅依赖于粒子种类,而不依赖于该粒子的时空坐标系选择,即对于一个确定的粒子来说,其电荷量是常量,且互为正反粒子所带的电荷量大小相等符号相反。
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