Cтраница 1
Квантовая теория электромагнитного поля неминуемо должна уступить место другой, более полной и непротиворечивой теории. [1]
Уже в квантовой теории электромагнитного поля выяснилось, что распространение теории поля за рамки простейших процессов поглощения, излучения и рассеяния фотонов на любые электромагнитные процессы, включая взаимодействие частиц, ведет к принципиальным трудностям. В этих случаях приходится иметь дело с бесконечно большим числом фотонов. Вместе с тем оказывается, что так же, как и в классической электронной теории, электромагнитная масса заряженных частиц равна бесконечности. [2]
В основе квантовой теории электромагнитного поля лежит допущение, что этой аналогии можно придать непосредственное физическое содержание. Именно, предполагается, что реальное Электромагнитное поле представляет квантовую систему, подчиняющуюся обычным законам квантовой механики. [3]
Паули считал квантовую теорию электромагнитного поля неудовлетворительной, так как она не объясняла величину постоянной тонкой структуры а и приводила к расходимостям. [4]
Подобная картина имеет место в квантовой теории электромагнитного поля. Частотам гармонических осцилляторов здесь соответствуют частоты излучения, а амплитуды возбуждения получают здесь дискретные значения, представляющие число фотонов каждой частоты. [5]
Аргументы Бора и Розенфельда основаны на фундаментальных законах квантовой теории электромагнитного поля вне зависимости от того, какого сорта малыми испытательными телами или частицами физик располагает на самом деле. [6]
Подобно тому, как говоря о фотонах, мы имеем в виду квантовую теорию электромагнитного поля. [7]
Она, очевидно, является положительно-определенной, и, таким образом, мы имеем удовлетворительную квантовую теорию электромагнитного поля. Это не означает что расчеты, выполненные в данной калибровке, не дают релятивистски-инвариантных результатов. Напротив, мы исходили из релятивистской теории, и, например, сечения рассеяния, которые мы вычисляем, также релятивистски-инвариантны, но эта инвариантность в кулоновской калибровке не является явной. В некоторых отношениях более предпочтительно квантование, выполненное лоренц-инвариантным образом, например, в лоренцевой калибровке. [8]
Мы не будем рассматривать квантовой теории ядерных сил, в которой мезоны являются элементарными возбуждениями некоторого поля, подобно фотонам в квантовой теории электромагнитного поля. [9]
Поэтому в 20 - 30 - х годах нашего века был неизбежен переход максвелловой и лоренцевой теорий в новые, квантовые формы. Дирак в 1927 году, а затем Гейзенберг и Паули в 1929 - м опубликовали статьи с описанием квантовой теории электромагнитного поля, где нет места непрерывности, где все величины меняются скачками и которая в случае больших объектов и расстояний переходит в старую теорию Максвелла. [10]
Следует учесть, что Томпсон имел в виду здесь нижеследующие атмосферные явления: неясность, почему электрон не падает на ядро, и странный, как тогда казалось, результат опыта Майкельсона. Мы уже знаем, какой благодатный ливень открытий и идей принесли эти два облачка. Чем разразится грозовая туча, нависшая сейчас над квантовой теорией электромагнитного поля, пока сказать трудно. Но факт остается фактом - именно в противоречиях квантовой теории - ключ к новым открытиям в физике. [11]
Посмотрите, как замечательно: в галактических и планетарных масштабах достаточно одной гравитации, чтобы объяснить движения звезд и планет. В окружающей нас природе, при объяснении грандиозного многообразия атомных явлений достаточно практически только электромагнитных взаимодействий. А с другой стороны, природа равнодушна к теоретическим рубрикациям. В конце 40 - х годов понятие атомной теории сменилось на понятие атомная физика, а сейчас и вовсе, кажется, пропало. Изучая природу вокруг нас, мы пользуемся иногда нерелятивистской квантовой механикой и нерелятивистскими кулоновскими взаимодействиями, иногда рудиментарными элементами квантовой теории электромагнитного поля, когда описывается взаимодействие света с веществом, иногда, например, анализируя в деталях звук в газах, просто уравнением Больцмана, то есть классической механикой. [12]
Этого нельзя сделать с волновым полем, изображающим электрон, по причинам, о которых я буду говорить ниже. Таким образом, появляются новые величины, которые можно назвать полями и которые возникают с развитием квантовой механики; они важны, так как для того чтобы делать некоторые предсказания о поведении электрона или какой-нибудь другой частицы, нам нужно изучать их свойства. Так, например, квадрат волновой функции говорит нам о вероятности нахождения частицы в определенной точке пространства, если мы будем искать ее там. Но я хочу подчеркнуть, что такие волновые поля не во всех отношениях подобны электромагнитному полю. Худшее ждет нас впереди, так как те изменения, которые должны быть сделаны в физической теории при применении ее к малым объектам или малым размерам, влияют также на само электромагнитное поле. Следует рассматривать величины электромагнитного поля как физические переменные, подчиняющиеся законам квантовой теории так же, как и любая другая физическая переменная. На самом деле, квантовая теория с самого начала, от гипотезы Планка о том, что энергия представляет собой пучок излучения, основана на том, что световые кванты являются неделимыми и что каждое количество энергии связано с частотой излучения, и это показывает, что простая картина непрерывного изменения интенсивности поля, как это выражается в максвелловых уравнениях, не полна. Она должна быть заменена квантовой теорией электромагнитного поля. [13]