Назарияи квантии майдон

Назарияи квантии релятивистии зарраҳои элементарӣ ва таъсири мутақобили онҳоро гӯянд. Аз соҳаҳои умдатаринн физикаи назариявии муосир аст, ки дар он умумитарин қонуниятҳои физики омӯхта мешаванд. Назарияи квантии майдон хусусиятҳои заррано ва майднҳо, фазо ва вақтро дар ягонагӣ муоина мекунад. Электроди- намикаи квантӣ аввалин Назарияи квантии майдони фотонҳо ва электронҳо гардид. Баъдтар ғоя ва усулҳои электродинамикаи квантӣ ба мезонҳо, нуклонҳо ва дигар зарраҳои элементарӣ татбиқ карда шуданд. Дар Назарияи квантии майдон ба ҳар як навъи зарраҳо майдоне мувофиқ меояд, ки он бо функсияи мавҷии ψ ифода меёбад. Ҳангоми иваз шу­дани координатаҳои фазо ва вақт компонентаҳои ψ мувофиқи табдилоти Лорентс (ниг. Назарияи нисбият) дигар мешаванд. Функсияи майдоиҳои озод ψ₀ ба қатори мавқҳои ҳамвор қудо карда мешавад, ки онҳо ҳолатҳои дорои энергия ва импулси муайянро тавсиф медиҳанд:

Ψ₀ =Σ(C_n e ^ikx+C ⁺_n e^-ikx)/

            ⁿ

Дар ин ҷо к — вектори чорченаи энергия — импулси зарра, х — векто­ри координата — вақти зарра, С_п ва С +_п операторҳои фурӯбурд ва афканиши зарраҳо дар ягон п — ҳолат. Операторҳои С_п ва С _п⁺ таносуби ҷойивазкунии

С_п С _п⁺, ± С _п⁺, С_п = δ_nn‘ (δ_nп‘ = 1 Дар ҳолати п  ≠ п’) ва δ _пп‘ = 0, дар ҳолати п ≠ n‘)-ро қонеъ мегардонанд, дар айни ҳол аломати болои (поёнӣ) ба зарраҳои спинашон бутун (нимбутун) муво­фиқ меояд, ки ин зарраҳо мувофиқи принсипи Паули ба статистикаи квантии Бозе—Эйнштейн (Ферми— Дирак) итоат мекунанд. Дар Назарияи квантии майдон ба ҳар як зарра антизаррае мувофиқ меояд. Ин хулосаи назариявист, ки пас аз кашфи позитрон (1939), анти­протон, антинейтрон ва антизарраҳои дигар исбот шуданд. Дар Назарияи квантии майдон қонуни бақои шумораи зарраҳо вуҷуд надорад: ҳангоми таъсири мутақобил як зарра ба зарраи дигар табдил ёфта метавонад. Таъсири мутақобили майдонҳо бо аъзоҳои дараҷаашон нисбат ба функсияи мавҷӣ баландтар ба ҳисоб гирифта меша­вад. Ин аъзоҳои муодилаи майдон ва худи муодилаҳо бояд як қатор талаботи асосии физики: ковариантии релятивистӣ, унитарӣ, инвариантӣ нисбат ба табдилоти С (ҷойивазкунии зарраҳо ва антизарраҳо), Р ва Г (инверсияи фазо ва вақт) ва ғайраро қонеъ гардонанд. Методи ангезиш ба туфайли хурд будани собитаи таъсири мутақобил фақат дар электродинамикаи квантӣ натиҷаҳои миқдории конеъкунандаро ҳатто дар тартиби якуми функсия медиҳад. Дар давраи таъсири мутақобили ғай- риэлектромагнитӣ Назарияи квантии майдон аксар вақт бо натиҷаҳои сифатӣ маҳдуд мешавад. Дар Назарияи квантии маёдон, чун дар элек­тродинамикаи квантӣ, методи S — матриса, диаграммаи Фейнман, мафҳуми вакуум муҳим мебошанд. Вақтҳои охир ба омӯхтани Назарияи квантии майдони аксиоматӣ ва хусусиятҳои таҳлилии S — матритса бо ёрии таносубҳои интегралӣ (дисперсионӣ), ки амплитудаҳои эҳтимолияти гузаришро аз як ҳолат ба ҳолати дигар алоқаманд ме­кунанд, диққати қиддӣ дода меша­вад. Дигар равияҳои Назарияи квантии майдон, чунончи, Назарияи квантии майдони ғайрилокалӣ, метрикаи индефинитӣ, квантонидани фазо ва вақт, назарияи ғайрихаттии ягонаи майдон низ дар инкишофанд. Методҳои Назарияи квантии майдон дар фаслҳои гуногуни физика, аз ҷумла дар назарияи ҷисм- ҳои сахт, назарияи гурӯҳи ҷисмҳо ва ғайра истифода мешаванд.

Ад.: Боголюбов Н. Н. и Широ­ков Д. В., Введение в теорию кванто­ванных полей, М., 1973; Боголюбов Н. Н. (в а  д и г.), Основы аксиматичес- ного подхода в квантовой теории поля, М. I960.