Если частицы являются возбуждениями, каковы их поля?

Электрон можно рассматривать как локализованное возбуждение электронного поля , которое существует до появления электронов и пронизывает все пространство-время!! Электронное поле не имеет ничего общего с электрическим полем, которое создает электрон!

Теперь это электронное поле$\psi$связано с электромагнитным четырехпотенциальным полем $A_\mu %will this make the edit go through?$через взаимодействие

Фотоны также могут реагировать обратно на электронное поле, это называется образованием пар , но это происходит редко, поскольку один фотон не может вызвать этот процесс из-за законов сохранения.

Фотон не взаимодействует с самим фотонным полем, так как является калибровочной частицей абелевой калибровочной группы. С другой стороны, глюоны возникают в результате неабелева калибровочного взаимодействия, несут цветовые заряды и, следовательно, обратно реагируют на само глюонное поле посредством взаимодействий, подобных

Давайте начнем с ваших утверждений:

Мне было ясно, что все частицы представляют собой просто возбуждение в полях.

Это не совсем так, хотя часто говорят. В модели квантовой теории поля мы описываем электрон как возбуждение электронного поля. Важно подчеркнуть, что это всего лишь описание, т.е. трудно сказать, так ли это на самом деле (что бы это ни значило).

Если электрон является возбуждением в поле электрона, то как он создает собственное поле?

Это не так. В КТП постулируется, что поле электрона существует везде (в нашем плоском пространстве-времени). Это часть теоретической базы, и поэтому теория не может этого объяснить.

По какой-то причине электрон, даже будучи возбуждением, создает электрическое поле, но почему фотон (или другие подобные частицы, если они есть) не создают никакого такого поля?

Это утверждение не совсем верно. В КТП нет электрического (магнетического) поля. В общей физике посредником электромагнитного взаимодействия является электрическое поле. В КТП эту роль выполняет фотон, т.е. возбуждение фотонного поля. Эти два поля (фотонное и электромагнитное) являются описанием в разных теориях, но в основном одних и тех же эффектов. (Не совсем то же самое, но это немного сложнее объяснить.)

Это также отвечает на ваш вопрос, почему фотон (в qft) не создает такого поля: потому что они живут в разных теориях.

Тот факт, что фотон не соединяется сам с собой, в основном является экспериментальным фактом. К настоящему времени у нас есть несколько хороших описаний и теоретических объяснений этого, например, это калибровочный бозон абелевой калибровочной группы или он просто не имеет члена взаимодействия в лагранжиане квантовой электродинамики. (Первая подразумевает вторую причину, но они были найдены наоборот, афаик.)

Все эти частицы имеют массу и обладают гравитацией, как они могут создавать гравитационные поля?

Насколько я знаю, не существует последовательной и проверенной теории, описывающей гравитацию и qft вместе. (точнее: ... приводит к ним в определенном пределе / ​​при определенных разумных предположениях.) Как упоминает Нойнек в своих комментариях, существуют разумные теории о qft в искривленном фоне. В qft масса — это просто параметр теории, не более того. Это просто наша интерпретация из других разделов физики, которая придает ей значение массы, которую мы знаем.

Гравитация в этом смысле ближе к нормальной электродинамике. Гравитационное поле — это наше пространство-время, и оно искривлено гравитационными зарядами = массами. Это все равно, что поместить электрон в пустое пространство: сначала электромагнитное поле плоское и везде 0 (небрежно сказано, что его нет, но это неточно и может создать путаницу), а затем у вас есть сток в поле, и оно искривлено (небрежно сказано). , есть поле).

когда частицы являются возбуждением в некотором поле, как из них возникают поля?

С ответом выше в качестве фона: они этого не делают (в qft). Это зависит от теории, что вы подразумеваете под словом поле. В основном это путаница, потому что не всегда точно определяется, что имеется в виду под определенным словом (например, электрон или поле) в физике.

В случае электрона он описывается спинорным полем Дирака$\psi$с лагранжианом,

Мы говорим, что электрон возникает как возбуждение квантового поля$\psi$. На техническом уровне, если мы расширим поле, используя анализ Фурье, примерно так:

пренебрежение многими факторами. Коэффициенты Фурье$(b,b^\dagger)$а также$(c,c^\dagger)$воздействовать на вакуумное состояние теории либо для создания, либо для уничтожения позитронов или электронов; эти состояния живут в фоковском пространстве.

В модели квантовой электродинамики поле$\psi$соединяется с электромагнитным полем$A_\mu$описывается лагранжианом Максвелла; термин взаимодействия,

Поле$\psi$преобразуется по представлению$U(1)$, и мы связываем$U(1)$зарядить оба электрона$\psi$и позитрон$\bar{\psi}$. Электрон в изоляции, без существования$A_\mu$, не порождало бы электрического поля.

Приемлемая квантово-полевая теория гравитации в настоящее время недоступна, и поэтому точно неизвестно, как именно квантовые поля взаимодействуют с гравитационным полем.