МАЙДОН КВАНТ НАЗАРИЯСИ

МАЙДОН КВАНТ НАЗАРИЯСИ — элементар зарралар ва уларнинг ўзаро таъсири, умуман, чексиз кўп эркинлик ларажасига эга (физик майдонлар) квант системаларни тадқиқ қилиш билан шуғулланувчи физик назарияларнинг умумий номи. Квант механикаҳиҳҳҳт элементар зарралар билан боглиқ жараёнлар (зарралар ютилиши, бир-бирига айланиши ва б.) га татбиқи натижасида пайдо бўлган. Қаттиқ жисм физикаси, атом ялроси назарияси ва б. га татбиқ қилинади.

Квант мсханикадан фарқти равишда, релятивистик (нисбий) квант механикада зарралар сони сақланмайди, деб қаралади. Унга кўра, ўзаро таъсирлар натижасида зарралар х,осил бўлади ва йўқолали.

Дастлабки Майдон квант назарияси кл1. — квант электродинамика.

Майдон квант назариясининг кейинги ривожланиши квант электродинамика усулларини электромагнит бўлмаган ўзаро таъсирлар (мас, нейтрон-протон таъсири ва б.)ни тасвирлашга қўллаш билан боглиқ. Бу сохадаги биринчи қадам 1934 й. да Э. Ферми яратган бета-емирилиши назарияси эди. Ядро кучларини тушунтириш учун яратилган X. Юкаваиниг зарралар гипотезаси (1935) ҳам Майдон квант назарияси ривожланишила муқим омил бўлди.

Эркин майдон. М. к. н. да барча манжуд ва мумкин бўлгаи майдонлар опсраторлар билан тасвирланади. У Лорентц симаштириииаригл нисбатан маълум ковариант хоссаларга эга ва Лорентц группасининг тасапвурларига тегишли бўлади. Эркин Майдон квант назариясининг ахамияти шуплан иборатки, у зарралар билан бир қаторда антизарралар мавжудлигини кўрсатиб беради ва у бу факт тажрибада таслик,ланган.

Эркин Майдон квант назарияси фақат кинематик хусусиятларнинг тўла тасаввурини бериб, ўзаро таъсир натижасида ҳосил бўлувчи динамик хусусиятларни назарга олмайди. Вақоланки, фақат зарраларнинг ўзаро таъсири зарраларнинг ҳосил бўлиши ва йўқолишига олиб келади ва эркин Майдон квант назарияси зарраларнинг ўзаро таъсирига қадар ва ундан сўнгги хдпатини тасвирлайди. Зарраларнинг ўзаро таъсирларини лагранжианга маълум ҳадлар қутиб тасвирлаш мумкин.

Электромагнит майдон квантлари. 1900 й. ла Майдон квант назарияси Планк жисмларнинг иссиқлик нурланиш тушунчасига порция, яъни квант деган иборани киритди. А. Эйнштейн бу ғояни умумлаштириб, нурланиш дискрет бўлишини айтли. Электромагнит нурланиш квантлар — фотонларлан «ташкил то-пар» экан. бу эса фотоэффект ва Комитон эффектиахх тасдикланли. Фотон хар доим дискрет параметрларга, яъни аник, энергия, импульс, спинга эга бўлали. Иккиламчи квантлаш. Классик механикалан квант механикага ўтиш, одатда, квантлаш деб хам аталали ва системада зарралар сонининг ўзгариши-ии схематик тасвирлаш имкониятини беради. Иккиламчи квантлашла зарраларнинг пайло бўлиши ва йўқолиши (мас, аннигиляция жараёнлари)ни ифодалайдиган операторлар кўрилади.

Спин ва статистика. Спин ва б. Квант сонларни к билан белгиланса, С оператори вакуум ҳолатига таъсир қилиб, к кнант сонларига эга бул гаи битта зарра. ти қолатни ҳосил қилали. Скаляр майдон спини ноль бўлган заррага мос келади. Спини S бўлган зарра 2S+I компонентам майдон тулқин функция билан тасвирланади. Электрон спини яримга тенг булиб, унинг епин хрлатлари сони иккига тенг. Бир квант сонли ҳолатда ихтиёрий сондаги зарралар . хрсил қилиниши мумкин; бу зарралар бозонлар деб аталади (қ. Бозе — Эйнштейн стапшстикаси). Спини яримтали бутун сонлардан иборат зарраларнинг яратиш ва йўқотиш операторлари антикоммутааион муносабатга буйсунади. Антикоммутацион муносабатларга буйсунувчи яратиш операторлари билан ҳосил қилиниши мумкин булган ҳолатда фақатгина ягона зарра бўлиши мумкин (қ. Ферми — Дирак статистикаси). Ферми — Дирак статистикасига буйсунувчи зарралар фермионлар леб аталали.

Баъзи майдонлар Лорентц алмаштиришларида бир хилда узгарувчан компонентларга уга булиши мумкин. Бундай майдонлар масса ва спиндан ташқари, қушимча физик катталиклар билан и(|)одаланиб, заряд, изотоп спин ва б. физик хусусиятларга эга булади.

Ўзаро таъсирли майдонлар тенгламалари. Майлон операторларга нисбатан Гейзепберг тасавнуридаги чизиқли бўлмаган тснгламалар системасидир. Бу холла операторлар учун алмаштириш шарти вақтнинг бошланғич моменти учун ёзилади ва у тенгламалар учун бошланғич шарт ролини бажаради. Ўзаро таъсир ҳамла тенгламаларга кирувчи доимийлар узаро таъсирлаги зарраларни тасвирламайди. Майдон квант назариясида бирор конкрет зарра билан факат бир майдонни боглаш мумкин эмас, узаро таъсир натижасида зарра хусусиятларига бошқа майлонлар ҳам ўз ҳиссасини қўшади.

Ғалаёнлар назарияси. Массани қайта нормаллаштириш. Майдон квант назарияси конкрет масалаларни фақатгина ўзаро таъсир лангранжини етарли даражада кичик булган ҳолларда миқдорий кўришга имкои беради. Ўзаро таъсирлаги майлонларни кўриш учун қуйилагича иш тутилади. Аввал эркин майдон кнантлари (зарралари) курилади. Бу нолинчи яқинлашиш бўлиб. бунда ўзаро таъсир қисобга олинмайди. Сўнг ўзаро таъсир ҳисобга олинади ва зарралар мустақил бўлмай уларнинг сочилиши, ҳосил бўлиши, йуқолиши мумкин бўлиб қолали. Бирин-кетин турли жараёнлар ҳисобга олинади.

Мас, электрон — позитрон майдонининг электромагнит майдон билан узаро таъсири масаласида нолинчи яқинлашишила эркин электронга маълум тп масса мос келади. Электрон ва электромагнит майдон узаро таъсири ҳисобга олиниши натижасида тп массасига «майдон» массаси Am қўшилади. Ҳисоблаш Am нинг (ва, демак, та+Ат=т тўла) чексиз булишини курсатади. Бу ҳол фақат Майдон квант назариясига хос булмай, классик электродинамикада ҳам учрайди.

Вакуум қутбланиши. Зарядни қайта нормаллаштириш. Зарядли зарра электр майдонида виртуал хрлда бўлган электрон-позитрон жуфтлари тақсимотига таъсир қилади. Реал электрон виртуал позитронларни тортиб, виртуал электронларни итаради. Натижада модланинг қутбланишига ухшаш ҳодиса рўй беради. Электрон виртуал позитрон булути билан ўралиб, электроннинг эффектив зарядини ўзгартиради. Бу масалани галаёнлаш назарияси ёрдамила кўриш мумкин, бу эса эффектив заряднинг нолга айланишига олиб келали. Шу қийинчиликни ечиш учун яна қайта нормаллаштириш ғоясидан фойдаланилали. Бу зарядни қайта нормаллаштириш деб аталади.

Зарраларга «вакуум таъсири»ни тажриба ёрдамида кузатиш мумкин. X. Бете энергетик сатхларнинг Лэмб силжишини ҳисоблади ва баъзи атомлар учун тажриба билан катта аниқликда мос келишини тасдиқлади.

Ғалаёнлар назариясидаги чсксизликлардан қутулиш мақсадида 1943 й. да В. Гейзепберг фақат сочилиш матрииаси (қ. Дирак тенгламаси) ёрдамида иш кўриш дастурини илгари сурди. Бу дастур асосида фақат кузатиш мумкин бўлган катталиклар билан амал қилиш ғояси ётади. Бу усулда квант системалар туқнашишига қадар ва тўқнашишилан сўнг берилиб, улар орасидаги утиш масаласи курилади. Сочилиш матрииасига унитарлик талабидан бошқа талаблар (сабабийлик ва қ. к.) қўйилиб, унинг купгина хусусиятларини аниқлаш мумкин.

Аксиоматик усуллар. Майдон квант назариясининг аксиомалари асосида янги усуллар (аксиоматик усуллар) пайдо булди. Аксиоматик усуллар, асосан, А. Вайтман, О. Леман. Симанзик, Циммерман, Н. Н. Боголюбов ва б. нинг номлари билан богланган. Вайтман аксиоматикаси асосида майдон операторлари па купайтмаларилан вакуум буйича олинган уртачалар асосий роль уйнаб. улар Майдон квант назариясини қайта қуришга, майдон операторлари ҳолатини тасвирловчи Гильберт фазосини тиклашга имкон берали. Леман, Симанзик. Циммерман йуналиши асосида интерполяпион майдонлар каралади, улар ёрдамида сочилиш матринасини киритиш мумкин булали. Сочилиш матрицасига қуйилган талаблар чексиз тенгламалар системасига олиб келади.

Н. Н. Боголюбов аксиоматикасида S матрица асосий катталик булиб, дисперсион муносабатларни исботлашда Боголюбов формасидаги сабабийлик принципи катта роль уйнайди. Боголюбов биринчи булиб уз аксиоматикасида л-мезонларнинг нуклонларда сочилиши учун дисперсион муносабатларнинг математик аниқ исботини берди ва Майдон квант назариясида дисперсион муносабатлардан фойдаланишга кенг йул очилди.

Майдон квант назарияси пинг усулларидан бири алгебраик усулдир. Алгебраик йуналишда ҳар бир физик системага қандайдир алгебра мос келтирилди. Кузатиладиган катталикларга уз-узига қушма операторлар мос келиб, хрлатларни эса алгебрада аниқланган мусбат функциялар тасвирлайди. Бу йуналишда релятиви-стик квантланган майдон локал (чекланган) алгебраик тушунча билан алмаштирилали. Алгебраик йўналиш сочилиш кесими учун қулай формула ҳосил қилишга ва б. натижалар олишга имкон беради.

Майдон квант назарияси даги операторлар оператор мазмунидаги умумлашган функциялар булиб, асосий функциялар фазосини танлаш масаласи катта аҳамиятга эга бўлган масалалардандир. Бу фазони сабабийлик принципи ёрдамида аниқлаш Майдон квант назариясини анча кенгайтириб, майдонларни локализацияланувчи ва локализацияланмайдиган группаларга булишга олиб келди. Чекли Майдон квант назарияси усулларилан бири полежал (чекланмаган) Майдон квант назарияси булиб, унда Лорентц инвариантлик шарти қаноатлантирилади.

---

Кирилл алифбосида мақола: МАЙДОН КВАНТ НАЗАРИЯСИ ҳақида тўлиқ маълумот категорияси: М ҳарфи фикрингиз бўлса изоҳда қолдиринг ва дўстларингиз билан улашинг биз бундан минатдор бўламиз бизни кузатишни давом этинг (у ким, бу нима, қанақа ?, тушунчаси деган саволарга жавоб топишингиз мумкин)