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初学《量子场论》注记2

已有 5865 次阅读 2009-12-13 15:15 |个人分类:生活点滴|系统分类:生活其它| 量子场论

     先来一段物理学家韦斯科夫的名言:

      什么叫模型?模型就是奥地利的火车列车时刻表!奥地利的火车经常晚点,乘客问列车员:“你们干吗还要列车时刻表?!”列车员回答:“有了时刻表才知道火车晚点呀!”

      1.关于场算符排序的问题:例如对于实标量场下,场动量算符定义为P=-∫π▽ψdV.如果直接证明这个算符的厄米性,几乎不可能,因为π和ψ的等时对易关系原本定义在不同的空间点,而这里的算符是在同一空间点,所以在交换位置时会出现无穷大。同样的情况,如果用产生和湮灭算符表示场算符,并计算场的动量算符,也会出现同一地点产生湮灭算符交换,即无穷大。但不同的是,除了出现无穷大的那些项,还有包含物理意义的一些项,于是可以通过人为规定“正规乘积”的方法,只保留含有物理意义的项。至于这样做的合理性,还是的需要和实验对照的!

        对于场算符本身的定义方式,比如上面的例子,似乎也可以写成P=-∫(▽ψ)πdV,抑或是-0.5*(∫π▽ψdV+∫π▽ψdV)。。。至于取哪种形式,正则量子化的方法并没有告诉我们。但似乎大多数教材选取了P=-∫π▽ψdV,为了去除无穷大,则定义成为P=:-∫π▽ψdV:(两个冒号表示取正规乘积)

     2.经典电磁学中的规范:对于有源的情况,只取▽?A=0,这是库仑规范,φ不可任意取,由源来决定;在场论中,由于研究的是无源的电磁场,因此可以把φ=0,和▽?A=0一起叫辐射规范。

        也许会有这样的想法,对于无源情况,既然Δφ=0,φ不一定取0,也可以选取其他函数形式了。确实是这样,但其实增加了解A的难度。规范不变性一方面反应了体系的对称性,另一方面也提供了化简势的达朗贝尔方程的方法。φ和A的方程化简为了波动方程的形式,简单而明了,这样不更好吗!同时E和B这两个可观测量的值不发生变化!

     3.对实标量场做整体规范变换是无意义的,因为变换后的场成为复数场,有悖于最初实标量场的假设!

    



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