關(guān)于量子電動力學(xué)中若干問題的討論

劉國鈺

（遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110161）

出生于20世紀(jì)30年代量子場論。當(dāng)時(shí)的世界戰(zhàn)爭正在醞釀之中。核物理是在美國蓬勃發(fā)展，但量子物理學(xué)的發(fā)展，必須等待。然而，日本朝永真一郎隔離條件下的研究，出版了一本基本的紙張，提出了一種量子場論的電磁力。直到1948年，才能夠得到本文的英文版本，在戰(zhàn)爭結(jié)束后的1947年。三兩個(gè)超過20 歲的紐約青年費(fèi)曼，施溫格完整的量子場論的電磁力，被稱為量子電動力學(xué)理論，提出了獨(dú)立。他們有不同的形式，但他說，同樣的事情，兩個(gè)量子電動力學(xué)的量子場之間的相互作用進(jìn)行了討論。雙方量子場是一個(gè)量子電磁場和量子電子領(lǐng)域的物質(zhì)（電子字段），從粒子的視圖的點(diǎn)，的量子化的光子（電磁場）和電子（量子電子場，此顆粒的理論討論只有通過純粹的電磁力）[1]。

1 量子電動力學(xué)的描述

然而，在電磁領(lǐng)域和在電子領(lǐng)域必須服從相對論和服從量子理論已經(jīng)導(dǎo)致令人驚訝的結(jié)果，費(fèi)曼的理論，的舊概念的連續(xù)功率之間的2 電子聲音簡單，是一個(gè)在形式的光子，交換力的量子化的圖像被替換時(shí)，這張圖片是兩個(gè)電子的位置，在不同的時(shí)間，和所述量子的兩個(gè)電子之間的相互作用。最初，兩個(gè)固定的電子元件（其位置不隨時(shí)間變化），電子向下運(yùn)動，然后電子兩個(gè)輻射光子，光子穿過的空間運(yùn)動的電子，電子被吸收的光子。的電子的發(fā)射光子，它成為一個(gè)向下運(yùn)動，并且當(dāng)電子吸收光子，以扭轉(zhuǎn)的向上運(yùn)動。通過交換光子，這兩個(gè)電子相互排斥，就像兩個(gè)籃球運(yùn)動員來回傳遞和互動。然而，令人驚訝的是，允許帶相反電荷的粒子，如質(zhì)子和電子通過交換光子彼此相互吸引，兩個(gè)皮帶的量子電。每個(gè)量子事件具有量子的不確定性，發(fā)射和吸收的光子是不確定的。首先，發(fā)射和吸收的發(fā)生是不確定的，如果發(fā)生的話。它發(fā)生在何時(shí)何地是不確定的。

圖1 電磁相互作用的基本作用頂點(diǎn)（基于量子電動力學(xué)分析）

2 量子電動力學(xué)的若干問題

場理論，在本質(zhì)上，從哲學(xué)的角度，另一種粒子的本體論的核心得心應(yīng)手的狀態(tài)。量子電動力學(xué)還可以使用場算符，但現(xiàn)在本地化現(xiàn)場操作人員。具體而言，量子電動力學(xué)是本地化的領(lǐng)域場算符遵循的運(yùn)動方程，一些正則對易關(guān)系（對應(yīng)于玻色子），對易關(guān)系（費(fèi)米子）和現(xiàn)場操作員連續(xù)系統(tǒng)的“真空狀態(tài)”一個(gè)Hilbert 空間理論的狀態(tài)向量。的基態(tài)量子場真空，有沒有出現(xiàn)固體顆粒。量子電動力學(xué)，量子場論有三個(gè)基本假設(shè)或理論前提。包括：①當(dāng)?shù)氐募僭O(shè)-這是簡化的假設(shè)條件，以保證獨(dú)立的野外測量，以避免全面考慮整體的關(guān)聯(lián)如此復(fù)雜。②現(xiàn)場操作員的假設(shè)—量子力學(xué)的操作方法，以促進(jìn)的場論的自然結(jié)果。③真空不空“假設(shè)是即使是一個(gè)真正的粒子，真空仍然滿場的物質(zhì)。直接反映了該領(lǐng)域的本體論思想[2]。

首先是地區(qū)（地區(qū)）的假設(shè)。什么樣的動力系統(tǒng)在量子理論中的域？根據(jù)定義的本地化的狄拉克的量子理論的動力系統(tǒng)“（1948）的文章：”如果在此期間您可以創(chuàng)建一個(gè)動態(tài)變量域表示的波函數(shù)，然后量子理論的一個(gè)動力系統(tǒng)是對于一個(gè)給定的域定義。本地化的動態(tài)變量來描述空間的時(shí)間點(diǎn)的場量和場量的一定比例的變化量的物質(zhì)條件。實(shí)際上是一個(gè)給定的域的假設(shè)的粒子之間的相互作用的一個(gè)給定的域描述點(diǎn)模型的直接結(jié)果，并確保獨(dú)立的現(xiàn)場測量。

第二個(gè)是場算符假設(shè)。初創(chuàng)時(shí)期的量子場論，量子力學(xué)擴(kuò)展到重新分析的經(jīng)典電磁場，電磁場被量化，其組成部分升級容易從以前的變量量子操作。類似的程序，可以延伸到電子領(lǐng)域。場算符或場算符本身僅僅是一個(gè)數(shù)學(xué)形式，而是應(yīng)用到物理的物理內(nèi)容，將結(jié)合一些物理意義。作用于體內(nèi)的一個(gè)物理變量需求一個(gè)物理變量到另一個(gè)變量的變化率的微分算子。例如，加速度可以表示為求的位移的時(shí)間變化率的兩倍。拉普拉斯算符可以表示為在，，3 個(gè)方向上求波函數(shù)在空間中的某種兩次變化率。在量子力學(xué)中，與線性厄密算符的性質(zhì)相關(guān)聯(lián)，作為概率幅滿足線性疊加原理（概率本身卻不能直接疊加)，從而顯示出量子概率相對于經(jīng)典概率的特殊性。換句話說，在量子場中，粒子從一定的激發(fā)或退激的物理過程中生成或者毀滅，對應(yīng)地在數(shù)學(xué)上則是通過場算符即產(chǎn)生和湮滅算符的形式表示出來。

第三個(gè)是“充實(shí)真空”或者“真空不空”的假設(shè)（即真空=充滿物質(zhì)的場或空間的假設(shè))。從表面上看，似乎有許多參數(shù)反對履行真空假設(shè)，例如，最有代表性的，韋斯科普夫“成長的領(lǐng)域理論的發(fā)展，量子電動力學(xué)（1983）在一篇文章中建議看起來很強(qiáng)大的理由：真空是零能耗，零動量，角動量為零，零電荷的洛倫茲變換下是不正常的，所以它必須是一個(gè)空的狀態(tài)。然而，一個(gè)真正的粒子“實(shí)際上，這并不意味著”沒有物質(zhì)“除非預(yù)設(shè)的固體顆粒作為唯一的現(xiàn)實(shí)。非常有趣的說，當(dāng)“真空漲落”的韋斯科普夫一些物理學(xué)家，還悄悄地看作是一個(gè)“極化介質(zhì)真空，或假設(shè)分析的現(xiàn)象，這是一個(gè)潛在的的基板或狂躁積極的背景。換句話說，他們也接受了另一次實(shí)際的假設(shè)，真空不空。正如我們已經(jīng)指出，在量子電動力學(xué)，量子場本地化場算符領(lǐng)域的新概念的框架，結(jié)果在當(dāng)?shù)氐募ぐl(fā)或deexcite 的場算符領(lǐng)域，是一個(gè)離散的量子領(lǐng)域的創(chuàng)造和毀滅的固體顆粒不再是一個(gè)固定的實(shí)體不是天生的不朽，的虛擬顆粒，虛擬過程之間的相互作用的機(jī)制是不可缺少的中間環(huán)節(jié)。這種新穎的性質(zhì)，量子場，我場量子“域耦合，那場量子”的產(chǎn)生和湮滅“和”虛擬量子傳輸這些相互作用的量子場研究方案的具體互動機(jī)制的形成產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

3 量子電動力學(xué)問題的案例分析

到原來的功能的字段作為一個(gè)基本的變量，沒有字段量化問題的電磁耦合項(xiàng)的功能的時(shí)間導(dǎo)數(shù)是相對簡單的。我們將規(guī)范拉格朗日掀起了一個(gè)積極的量化，以確定哈密頓算符，它定義的格林函數(shù)及其生成功能[3]。的路徑積分與自由場的情況下生成功能的格林函數(shù)表示為路徑積分。此外，我們還需要使用重整化產(chǎn)生的格林函數(shù)的路徑積分的功能，并建立“重整化”功能作為經(jīng)營的基本變量描述。事實(shí)上，要保持不同形式的協(xié)變的重正化理論，消除的紫外線分歧，通過抵消項(xiàng)目從原來的有效拉氏分解形成。由于巴格寥夫Parasiuk 定理，問題歸結(jié)這個(gè)特殊的抵消項(xiàng)目R 計(jì)算量小的幫助。其次，在規(guī)范理論方面也需要重整化仍然有結(jié)構(gòu)的規(guī)范理論。這正是我們確認(rèn)了重整的量子電動力學(xué)的基礎(chǔ)上。有效拉氏分解的基本部分的抵銷分錄和習(xí)慣，原來的場函數(shù)不再是一個(gè)基本的變量，而不是用所謂的場重整化功能是成正比的原始字段為基本變量的函數(shù)。引爆的基本部分保持與原來的有效拉格朗日函數(shù)相同的形式，但原來的參數(shù)已經(jīng)歸一化參數(shù)，而不是。的有效拉氏量路徑積分在非阿貝爾計(jì)領(lǐng)域理論的情況下，也仍然會被用來形成的格林函數(shù)產(chǎn)生功能分解的基本部分抵消項(xiàng)目，并因?yàn)樵谟行У睦窭嗜辗纸猓静糠值木S護(hù)初始有效拉格朗日的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，可以被認(rèn)為是完全有效的拉格朗日函數(shù)被應(yīng)用到的初始有效拉氏函數(shù)取得的條目的偏移量的特殊形式，但所有參數(shù)都理解為參數(shù)[4]。

于是得到一個(gè)有效拉氏函數(shù)

加入這次規(guī)范確定項(xiàng)雖然不相當(dāng)于選定一種通常意義下的規(guī)范，但是在阿貝爾規(guī)范理論中正如自由電磁場的情形，相當(dāng)于以一種簡單的方式聯(lián)系著一族廣義洛倫茲規(guī)范。

[1]桂起權(quán)，高策，李繼堂.規(guī)范場論的哲學(xué)探究：它的概念基礎(chǔ)、歷史發(fā)展與哲學(xué)意蘊(yùn)[M].科學(xué)出版社，2008.05：176-178.

[2]H·F·拜爾，V·P·謝弗爾克著.高荷電離子物理學(xué)導(dǎo)論[M].國防工業(yè)出版社，2008.10：156-157.

[3]謝良文，王發(fā)強(qiáng)，梁瑞生.非阿貝爾腔量子電動力學(xué)模型下偏振光場的影響[J].光學(xué)學(xué)報(bào)，2012.05：159-160.

[4]王肇中.從電動力學(xué)到量子電動力學(xué)：納米光電子器件[J].光學(xué)與光電技術(shù)，2012.06：110-112.