Извините, если название звучит метанаучно, позвольте мне уточнить.
В физике наша цель — понять, как устроена Вселенная. С этой целью мы строим теорию, которая, как мы надеемся, делает опровержимые предсказания, а затем проводим эксперименты для проверки теории.
Например, в классической механике наша теория позволяет определить положение и импульс частиц в системе при заданном наборе начальных условий. Другими словами, в этой теории нас волнуют положение и импульс, которые мы можем измерить .
В квантовой механике ситуация немного сложнее, поскольку вся теория вращается вокруг волновой функции, которую мы не можем измерить напрямую. Однако, зная состояние системы (ее волновую функцию), мы можем извлечь измеримую информацию, например, вероятность того, что частица имеет какое-то положение.
Тем не менее, я начинаю изучать некоторую классическую теорию поля (чтобы перейти к КТП), и я полностью потерян с самого начала. Здесь акцент, кажется, на каком-то поле . Но что представляет собой это поле? Я знаком с математическим понятием поля и могу, например, понять скалярное поле, такое как температура, как функцию положения. Но что в мире делает представлять? И как нам превратить это во что-то, что мы можем измерить?
Заранее спасибо.
Вам следует начать с электрического поля или, лучше сказать, с электромагнитного поля: это абстракция силы, которая, согласно закону силы, возникает в источнике и прилагается к объекту. С полем мы просто игнорируем объект, удаляя его из уравнения, и рассматриваем ситуацию для гипотетического тестового объекта, брошенного в поле в любой момент времени или пространства. Результирующая теория поля позволяет использовать для работы с дифференциальными уравнениями благодаря непрерывности поля. В случае ЭМ это векторное поле.
Каковы области интереса в типичном QFT? Подойдет все, что приводит к действию, и обычно мы хотим удалить все классические потенциалы, чтобы получить полностью квантовую формулировку — в отличие от уравнения Шредингера с его классическим потенциалом! Цель состоит в том, чтобы получить явно релятивистские уравнения, чтобы они работали во всех случаях, например, в физике элементарных частиц.
Поскольку мы всегда начинаем с действия, которое нужно объяснить, мы уже знаем какой-то применимый экспериментальный результат. Если же ваша работа полностью теоретическая, вы смотрите на абстрактные КТ, просто доказываете теоремы — что ж, тогда экспериментатор может не знать, как получить информацию, а вы можете не знать, что означают операторы. В конце концов, при взгляде на аксиоматическое утверждение геометрии есть неопределенные термины, такие как точка и линия, — указаны только отношения.
Qмеханик
Лама по физике