经典场是量子场特殊场吗,为什么基本粒子要用量子场来描述?

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为什么基本粒子要用量子场来描述?

逻辑上,量子场是优先的。那么什么是量子场?

量子场是算符,而不是通常的“场”,而是算符的场(每个时空点都有独立的场算符,或每一能量动量态都有一独立的场算符)。 量子场是算符(是操作),是产生算符和消灭算符的线性叠加。 产生算符对应于产生一个粒子的操作,消灭算符对应于吸收或湮灭一个粒子的操作。

与经典场方程不同的是,量子场方程是算符方程。 把经典场方程中的场变成算符,就是一种量子化手续。

不同时空点,产生和消灭粒子,存在随机性,概率幅分布问题。 产生算符和消灭算符作用于初始概率幅分布,导致新的概率幅分布。

所以,逻辑上说,先有粒子(真空态是0粒子),粒子数。再有粒子数概率幅分布的改变,即产生算符和湮灭算符。产生算符和湮灭算符的线性叠加,定义为量子场。

量子场是对粒子的作用,在量子场论的逻辑上看,量子场和粒子是缺一不可的。但是,对于没有粒子的真空态,量子场可以作用出粒子来,这也是有些人说“粒子是场的激发态”这么一种不严谨的说法的由来。其实,真空态的严格表示,也是具有0个粒子数的概率幅是单位复数(可以写为1)、具有其它粒子数的概率幅是0,即其它粒子数都是默认的可能的可观测量,只是暂时概率为0,真空态的严格表示构成了一个离散可数的无限维行矢量或列矢量,每一维n都对应着一种粒子数n。真空0点能的存在恰恰与上述概率在短时空内的起伏有关。

量子场论的基本原理?

的基本原理:

是建立基于经典场论,狭义相对论和量子力学。经典场的物理性质可以用一些定义在全空间的量描述〔例如电磁场的性质可以用电场强度和磁场强度或用一个三维矢量势A(x,t)和一个标量势\phi(x,t)描述〕。这些场量是空间坐标和时间的函数,它们随时间的变化描述场的运动。空间不同点的场量可以看作是互相独立的动力学变量,因此场是具有连续无穷维自由度的系统。

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