Как объяснить переход от частиц к полям между релятивистской КМ-> КТП?

Странно, что все книги, которые я просмотрел, не объясняют и не мотивируют, как физики поняли, что нам нужно иметь дело с полями, а не с частицами.

Возможно, самое близкое, что я нашел, это тот факт, что уравнение Дирака говорит нам, что никакие сингулярные частицы не могут существовать в одиночку, но это все еще кажется не очень хорошей мотивацией, почему нам нужно заменить волновые функции полями, а некоторые параметры операторами и индексами. к переменным и т.д...

Кто-нибудь знает, как это реализовано/разработано?

Вы читали Вайнберга?
@Prahar: Нет, у меня его нет, можешь объяснить, пожалуйста?
Ну, Вайнберг тратит первые 5 глав своей книги на обсуждение того, как поля появляются на картинке. Я не могу отдать должное этому здесь. Я бы посоветовал вам пойти прочитать эту книгу для этого. Это Стивен Вайнберг "Квантовая теория полей, том 1".
@Prahar О, это длинная история, хорошо, постараюсь найти, спасибо.
Связано: physics.stackexchange.com/q/26960/2451 и ссылки в нем.

Ответы (1)

Поля в КТП тоже содержат частицы, поэтому поле не заменяет частицы, они просто описываются по-другому, как возможные моды колебаний поля. Теперь поля возникли в классической физике, особенно в работах Максвелла. Затем стало понятно, что поле решает многие проблемы, такие как мгновенные взаимодействия на расстоянии, и обеспечивает резервуар энергии и импульса, которые передаются через волны. Именно здесь устанавливается интерпретация частиц, поскольку взаимодействие осуществляется квантом, внутренне связанным с полем.

Другая проблема, которую решают поля, заключается в том, что при рассмотрении релятивистских эффектов понятие частицы не является четким. Предположим, вы хотите описать распадающуюся частицу. Вы начинаете с системы, описываемой частицей в определенном состоянии, и в итоге получаете другое конечное состояние с другим содержанием частиц. Поэтому трудно приписать состояние к частице, которая через некоторое время исчезает. Что не изменилось, так это полная энергия и импульс системы, и это можно объяснить тем, что разные поля передают свою энергию и импульс между собой посредством взаимодействия друг с другом.