Teorie pól kwantowych (
ang.
QFT - Quantum Field Theory) to współczesne teorie fizyczne tłumaczące
oddziaływania podstawowe
. Są one rozwinięciem
mechaniki kwantowej
zapewniającym jej zgodność ze
szczególną teorią względności
.
Aparatem matematycznym teorii pól kwantowych jest, tak samo jak w
mechanice kwantowej
, rachunek operatorów w
przestrzeni Hilberta
.
Wielkości fizyczne
wyraża się za pomocą specjalnych obiektów operatorowych zwanych
polami
a będących dystrybucjami o wartościach operatorowych zależnymi od punktu
czasoprzestrzeni
.
Pola mogą opisywać abstrakcyjne
wielkości fizyczne
, ale także całe cząstki lub układy cząstek łącznie z ich
oddziaływaniami
. Ogólnie, jeżeli
pole kwantowe
spełnia
równanie pola
, to opisuje cząstkę fizyczną. Istnieje związek pola kwantowego z
funkcją falową
(funkcja falowa jest równa elementowi macierzowemu pola kwantowego pomiędzy stanem próżni, a stanem jedno-cząstkowym).
Najważniejszym narzędziem teorii pól kwantowych są
symetrie
, czyli przekształcenia, które pozostawiają niezmienione pola lub układy pól. Podając
grupę
symetrii
zachowywanej przez pole, można podać wszystkie własności opisywanej przez nie cząstki i charakter
oddziaływań
, w których uczestniczy.
Przykładami teorii pól kwantowych są:
elektrodynamika kwantowa
,
teoria oddziaływań elektrosłabych
,
chromodynamika kwantowa
,
Model Standardowy
,
teorie wielkiej unifikacji
,
teorie strun
,
supersymetria
.
Zobacz też:
teoria pola
