2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Что такое классическая полевая теория?
Сообщение24.06.2013, 12:37 


24/06/13
3
Увидел книгу
Богуш А. А. Введение в калибровочную полевую теорию электрослабых взаимодействий.

В аннотации сказано:
изложены основы классической (без вторичного квантования) полевой теории элементарных частиц, их электромагнитных и слабых (электрослабых) взаимодействий.

Что означает "классическая"? Не квантовая?

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое классическая полевая теория?
Сообщение24.06.2013, 13:31 
Заслуженный участник


28/12/12
7944
erofeev в сообщении #739887 писал(а):
Что означает "классическая"?
Написано же - без вторичного квантования.

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое классическая полевая теория?
Сообщение24.06.2013, 14:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
erofeev в сообщении #739887 писал(а):
Что означает "классическая"? Не квантовая?

Да, именно. Бозонные поля - в буквальном смысле классические (не квантовые). Фермионные - поля Дирака без вторичного квантования, то есть, например, $\psi$ есть просто функция $x=(x_\mu),$ а не оператор.

Аналогичный предмет изложения выбран, например, в книге
Рубаков В. А. Классические калибровочные поля.

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое классическая полевая теория?
Сообщение24.06.2013, 15:21 


24/06/13
3
А как же спин, тождественные частицы, соотношения неопределенностей и прочие
аттрибуты квантовой механики?
Не судите строго, я всего лишь твердотельщик.

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое классическая полевая теория?
Сообщение24.06.2013, 17:12 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Спин есть - он заложен в тип поля:
- скалярное поле соответствует частицам спина 0;
- векторное поле соответствует частицам спина 1;
- поле Дирака соответствует частицам спина 1/2.

Тождественные частицы - не рассматриваются, поскольку они появляются при вторичном квантовании.

Соотношения неопределённостей - можно рассмотреть квантовомеханические соотношения неопределённостей для отдельной частицы (например, между координатой и импульсом, или между проекциями момента или спина). Но здесь не будет соотношений неопределённостей между полевыми переменными (скажем, между электрическим и магнитным полем), или квантовых многочастичных, или квантово-релятивистских (например, неопределённость числа частиц в заданном состоянии, или при повышении пространственного разрешения).

erofeev в сообщении #739937 писал(а):
Не судите строго, я всего лишь твердотельщик.

Твёрдое тело - это практически такая же КТП, только в твёрдом теле :-)

Бозонные поля подобны полю упругой деформации твёрдого тела (на макроуровне), которое превращается после квантования в поле фононов (на микроуровне).

Фермионные поля подобны электронам: до вторичного квантования - теории свободного электрона (например, в самосогласованном поле, приближение Хартри-Фока), после вторичного квантования - всем электронам вместе взятым, с антисимметризованной многочастичной волновой функцией. Последний аппарат в твёрдом теле иногда рассматривается без изменения количества электронов, но можно переопределить вакуум, так что рождение электрон-дырочной пары будет выглядеть не как переход электрона с одного уровня на другой, а как рождение двух новых частиц "из ничего".

Другие квазичастицы разбиваются на те же два класса: бозоны и фермионы. Кроме того, есть другой параметр классификации - массивность - который аналогичен наличию или отсутствию щели между зонами свободных электронов и дырок (и в случае отсутствия щели - "острому донышку", как у акустических фононов).

Отличия возникают только в том, что в твёрдом теле все "внутренние параметры" квазичастиц - в том или ином виде возникают из конкретных атомов, ионов, и их положений в кристаллической ячейке, а вот в физике элементарных частиц - они могут быть "абстрактными" в некотором абстрактном пространстве, например, как цвет кварков.

Ну и, физика элементарных частиц формулируется с начала до конца как релятивистская (лоренц-инвариантная) теория. Это незначительно влияет на физику, но очень сильно влияет на обозначения - они могут быть вам совершенно незнакомыми. И даже на язык. То, что в твёрдом теле называют дисперсионной зависимостью или дисперсионным соотношением, в физике элементарных частиц - массовая поверхность, или иногда, при кальке с английского языка, массовая оболочка (mass shell). Эффективная масса на дне зоны - просто масса. Дырки - античастицы (в случае электронов - позитроны). Огромную роль играют диаграммы ряда теории возмущений, носящие имя фейнмановских диаграмм, - они позволяют записывать теорию в лоренц-инвариантном виде. По той же причине, лагранжиан предпочтительнее гамильтониана. Большую роль играет перенормируемость теории - поскольку мы не можем непосредственно исследовать физику "на масштабах постоянной решётки".

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое классическая полевая теория?
Сообщение25.06.2013, 11:44 


24/06/13
3
Спасибо, Munin, за просвещение.
Я в определенной степени знаком с фононами, электронами и их взаимодействием на уровне вторичного
квантования. Вот мне и казалось, что без вторичного квантования в теории элементарных частиц делать
нечего. А тут оказывается столько тонкостей. Даже захотелось с функциями Грина разобраться (в твердом
теле, точнее, в конденсированных средах).

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое классическая полевая теория?
Сообщение25.06.2013, 13:35 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
erofeev в сообщении #740219 писал(а):
Вот мне и казалось, что без вторичного квантования в теории элементарных частиц делать нечего.

Ну, поначалу было "нечего" - когда теория элементарных частиц ограничивалась электродинамикой. Тогда это "нечего" целиком покрывалось классической электродинамикой Максвелла, плюс-минус доработать напильником.

Но в 30-е - 50-е годы полезли новые взаимодействия: сильное (ядерное - мезонная теория Юкавы), слабое (бета-распад - четырёхфермионная теория Ферми), и довольно скоро оказалось, что на "классическом" уровне тоже появляются новые концепции. Основным нововведением тут стала, конечно, теория Янга-Миллса (неабелева калибровочная теория), полученная в 50-е, забытая (поскольку не работала для того, для чего предназначалась), через 10 лет вспомненная, начавшая эпоху геометрического подхода к теории поля, и прошедшая триумфальным шествием по всей теории элементарных частиц (и сильная (цветовая), и электрослабая теории построены по принципу теории Янга-Миллса, и даже гравитация (ОТО) переинтерпретируется в смысле этой теории).

Так что, подробный и углублённый рассказ о классической теории - хорошая подготовка к квантовой (со вторичным квантованием).

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое классическая полевая теория?
Сообщение26.06.2013, 20:39 


24/01/09
1297
Украина, Днепр
В книге Э. Зи "Квантовая теория поля в двух словах" классика довольно доступно описывается. Хотя и своеобразно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое классическая полевая теория?
Сообщение26.06.2013, 21:37 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Не только в ней, во многих книгах по КТП. Но не так много книг посвящено именно классике и только классике. Я могу только вышеупомянутых Богуша и Рубакова назвать. Скажем, даже в "Калибровочных полях" Коноплёвой, Попова, последняя глава посвящена квантованию.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 9 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Mikhail_K


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group