量子场论通俗入门——狄拉克的方程游戏(上)

最近应科学出版社之约,我们翻译了2004年诺贝尔奖得主、著名理论物理学家维尔切克(F.Wilczeck)的一部高级科普著作《神奇的现实》(Fantastic Realities)。这本书是作者三十年来认真思考物理世界的产物,以丰富的内容、广博的知识、深邃的见解以及独特的视角向热爱物理的广大读者介绍了现代物理的方方面面。作者希望借此书拓展知识前沿,用美妙的现代物理概念丰富读者的生活,特别是激励更多的年轻人投身于物理学的研究。译书即将出版了,但却留下了一些遗憾之处。这是因为考虑到篇幅和难度,出版社决定舍弃原著中的某些章节,而这几章对于普及和深化理解现代物理却是非常重要的。我们得到了原作者的首肯,从舍弃的章节中挑选了部分章节翻译发表。现在刊登的这一部分,专门讨论了量子场论的发生与发展。按照原书中作者的建议,我们取名为《量子场论通俗入门》。     

QCD 揭秘

 俗称为QCD 的量子色动力学是强相互作用的现代理论。从历史上看,它源于原子核物理及对常规物质的描述--理解质子和中子是什么以及它们是如何相互作用的。如今QCD 被用来描述大部分高能加速器中发生的现象。     

量子场论通俗入门 费米及物质的解释

基于量子理论,费米帮助建立了一个理解物质的新框架。这个框架在两个关键方面完善和改进了传统的原子论。首先,物质的基本组分可归属于很少的几类,且给定种类(如电子)中所有的成员都是严格全同的和确实不可分辨的。这种深奥的全同性可通过量子统计现象用实验展示,并可用自由量子场论的原理来解释。第二,一个种类中成员可以变异为其他种类的成员。这种变异性可被理解为显现相互作用量子场论。费米通过他在量子场论和量子统计方面的工作,为建立这种新观点的理论基础做出了贡献,并通过他关于β衰变、核嬗变以及早期的强相互作用理论的工作,促进了这种新观点富有成效的应用和实验验证。     

量子场论通俗入门 狄拉克的方程游戏(下)

<正>4.最深刻的含义:量子场论狄拉克的空穴理论是绝顶聪明的,但大自然更为深刻。尽管空穴理论是内部自洽的,并且可以有广泛的应用,但有几个重要因素迫使我们去超越它。第一,有一些没有自旋的粒子①,它们不遵从狄拉克方程,但它们有反粒子。这不是偶然的,正如