Что такое квантовое поле

Современная квантовая физика говорит, что основой мира являются не частицы, а квантовые поля. Они заполняют всё пространство. Элементарные частицы появляются как колебания этих полей.

Именно этим занимается квантовая теория поля — она объясняет, как возникают частицы и как происходят их взаимодействия.

Квантовое поле — это физическое поле, которое существует во всех точках пространства.

Когда в таком поле появляется колебание, возникает квант — частица.

Например:

· фотон — квант электромагнитного поля

· электрон — квант электронного поля

Поэтому поле является более фундаментальным, чем частица.

Иначе говоря: частица — это возбуждение квантового поля.

Квантовая теория поля объединяет идеи квантовой механики и теории относительности. Эта теория поля стала теоретической основой описания микрочастиц их взаимодействий.

Она объясняет:

· рождение элементарных частиц

· их взаимодействия

· процессы излучения и поглощения энергии.

Сегодня квантовая теория поля лежит в основе квантовой физики и современной физики частиц.

Хороший пример — электромагнитное поле. В классической физике оно описывает электрические и магнитные поля и распространение излучения.

В квантовой теории поля это поле состоит из квантов — фотонов.

Когда частицы взаимодействуют, они обмениваются квантами полей. Так происходят фундаментальные взаимодействия в природе.

Даже пустое пространство не является полностью пустым. В квантовой теории поля вакуум — это состояние минимальной энергии поля. Но квантовые поля всё равно существуют и могут создавать частицы.

Поэтому частицы могут:

· появляться

· исчезать

· превращаться друг в друга.

Квантовое поле относится к системам с бесконечным числом степеней свободы. Это связано с тем, что поле существует в каждой точке пространства. Каждая точка добавляет новую степень свободы. Поэтому теория систем с бесконечным числом степеней свободы является важной частью квантовой теории поля.

Идеи квантовых полей используются во многих областях физики:

· физика элементарных частиц

· физика конденсированного состояния

· космология

· теория квантовых систем

Во всех этих областях квантовое поле служит основой описания микрочастиц.

Иногда можно встретить выражение квантовое поле человека. В строгой квантовой физике такого понятия нет. Но тело человека действительно создаёт разные физические поля:

· электромагнитное поле

· магнитное поле

· электрические сигналы нервной системы.

Эти поля можно измерить приборами.

Квантовая теория поля объясняет устройство микромира. Она показывает, что квантовые поля лежат в основе материи, энергии и взаимодействий частиц.

Если хотите подробнее разобраться, что такое квантовое поле, как работает квантовая теория и какие идеи связывают квантовую физику и квантовую психологию, больше материалов я публикую в своём Telegram-канале. Там я объясняю сложные темы простыми словами.