Kvantová teória poľa je aplikáciou kvantovej mechaniky na správania sa polí. Je základom pri skúmaní elementárnych častíc a ich interakcií ako aj v modernej teórii tuhých látok.
Dôvodom pre hľadanie novej teórie bol fakt, že kvantová mechanika popisuje správanie tých systémov, kde počet častíc ostáva nemenný (príkladom je elektrón v atóme vodíka). Vyžiarenie fotónu pri preskoku elektrónu z vyššej energetickej hladiny na nižšiu je však už za hranicami použitia kvantovej mechaniky - počas preskoku totiž pribúda nová častica, fotón. Prácu na kvantovej teórii poľa začal Paul Dirac koncom 20-tych rokov 20. storočia. Úspešná kvantová teória pre elektromagnetické pole však bola hotová až o zhruba 30 rokov neskôr za prispenia viacerých známych fyzikov (Vladimír Alexandrovič Fok, Pascual Jordan, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Hans Albrecht Bethe, Šiničiró Tomonaga, Julian Schwinger, Richard Feynman, Freeman John Dyson, a i.).
V rámci kvantovej teórie poľa sa pole kvantuje. Čo to znamená si môžeme vysvetliť na príklade elektromagnetického poľa. To je v klasickej fyzike popísané svojou elektrickou intenzitou a magnetickou indukciou, máme teda dve polia
Obe tieto veličiny sa dajú meniť spojito, teda o ľubovoľne malú hodnotu v každom bode priestoru. Po kvantovaní sa energia poľa zvyšuje po krokoch, nemôže nadobudnúť ľubovoľnú hodnotu. Tento fakt interpretujeme tak, že pole je tvorené svojimi kvantami, z ktorých každé nesie istú energiu. Môžeme mať dve kvantá poľa, môžeme ich mať aj tri, ale nemôžeme ich mať dva a pol. Kvantami elektromagnetického poľa sú pritom staré známe fotóny.
Vytvorením kvantovej teórie elektromagnetického poľa sa pre fyzikov práca nekončila. V mikrosvete sú totiž ešte ďalšie dve dôležité sily zvané slabá interakcia a silná jadrová interakcia. Práce na teórii, ktorá by zahrnula aj tieto dva vplyvy si zaslúžili niekoľko Nobelových cien (poslednú dostali v roku 2004 Politzer, Wilczek a Gross).
Poslednou „nezjednotenou“ silou ostáva gravitačná sila. Jej vplyv na elementárne častice je za bežných okolností úplne zanedbateľný, v extrémnych situáciách (pri horizonte čiernej diery, resp. krátko po vzniku vesmíru) však získava dôležitosť. Ambície zahrnúť túto silu do kvantovej teórie polí má najmä tzv. teória strún.
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
