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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 理论物理&天文 » 【交流】量子场论浅说粒子
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janecool

铁杆木虫 (著名写手)

[交流] 【交流】量子场论浅说粒子 已有15人参与

今天随便写点，好久没发帖了，随便发一个，希望喜欢粒子的虫虫们一起讨论，才学疏浅，大家见笑了...
      话说由狄拉克提出狄拉克海到人们建立场的概念，才知道“真空”不空。场是物质存在的一种最基本形式，场也具有质量，能量，角动量，动量，这些性质都与我们所知道的微粒有相同的性质，但是场与微粒的物质性的区别就在于场是弥漫于全空间的，微粒有不可入性但场没有，就像两个微粒不同时占据在同一位置上，但不同的场可以同时存在于同一空间。

    说场是物质的最基本形式是因为，微粒和场是物质不同的两种形式，而微粒是因为场处于一个激发态而表现出来的。那根据这个性质就很容易理解量子力学里面粒子为什么用波函数来描述，为什么粒子没有轨道概念。就是因为，粒子在场中不断的湮灭和产生，而场是弥漫于全空间的，所以在任何地方都可能有粒子的出没。

     电磁场的一种激发态就表现出一个光子，电子场的一种激发态就表现为一个电子，夸克场的一种激发态就表现为一种夸克......，同一场之间存在相互作用，不同的场之间也存在相互作用，打个比方，假如一个介子进行强衰变，生成其它两种介子，cc→cu+cu，在这个反应中，璨偶数衰变到两个D介子，它们之间是如何进行相互作用的呢？其实就是J（璨偶数）的介子场和D介子场相互作用的结果。一开始是J场的激发态与D场的基态相互作用，所以衰变前只表现出J介子，然后J介子湮灭，J场从激发态退回基态，将能量转移给D场，所以D场从基态跃迁到激发态，表现出D介子的产生。
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1楼 2011-03-15 15:39:36
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racoon01

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5楼: Originally posted by 211985 at 2011-03-21 12:15:30:
什么是场

按照量子观点，场和粒子事实上是同一个物理对象的两个不同的表现方式。量子场激发了，就表现为粒子的产生（不限于一个粒子）。量子场退激发了，就实验上就观测到了粒子的湮灭。所以，粒子就是处于的激发态的场，场就是具有各种不同能量、动量、自旋等特征的全同粒子的集合。也许有点词不达意，有人曾夸张地说：粒子就是场，场也就是粒子。
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racoon
13楼2011-08-27 17:50:19
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racoon01

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11楼: Originally posted by luodaobin at 2011-08-27 10:07:53:
粒子是场激发态的表现，物理真空（场的基态）就没有粒子了，那么电子的激发态、电子的基态怎么理解呢？谢谢。
[ Last edited by luodaobin on 2011-8-27 at 10:12 ]

从量子场论的观点看，电子并没有基态、激发态这些量子力学的概念。只能说“电子场”处于基态或者激发态。电子场的基态就是真空态，所有的电子都湮灭了。电子场的单粒子激发态就是一个电子的状态，其中能量最低的电子对应于电子场的第一激发态。
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racoon
14楼2011-08-27 17:55:49
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racoon01

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1楼: Originally posted by janecool at 2011-03-15 15:39:36:
今天随便写点，好久没发帖了，随便发一个，希望喜欢粒子的虫虫们一起讨论，才学疏浅，大家见笑了...
      话说由狄拉克提出狄拉克海到人们建立场的概念，才知道“真空”不空。场是物质 ...

写的不错，赞一个。

只对一点表示存疑。粒子的不可入性与场的可入性只存在于宏观世界里吧，在那里粒子与场是截然不同的概念，可入性成立与否是场和粒子的显著区别之一。

在量子理论主导的微观世界，之存在着玻色场的凝聚现象与费米场的Pauli不相容。这是因为统计差别造成的，不是场与粒子的差别。
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racoon
15楼2011-08-27 18:04:27
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racoon01

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9楼: Originally posted by luodaobin at 2011-08-27 09:21:52:
说的很好，长见识。我还是有点疑问，你说粒子没有轨道，那为什么还有轨道角动量呢？还有场的量子性和粒子之间究竟是什么关系呢？是不是场量子就是实物粒子啊？好抽象啊，总不能理解。希望你点拨下。谢谢！
...

我的看法：量子力学粒子不是没有轨道，而是没有确定的轨道，每一个轨道都有一定的出现概率。所以，在量子力学中，轨道角动量不能用普通的轴矢量表示（它只能描写一个确定的轨道），而要用算符描写。轨道角动量算符尚未作用于量子态时，它潜在地描写所有可能的轨道。当这个算符作用于某一特定的量子态时，表示对体系的轨道角动量做了一次测量，测量之后体系就具有了确定的轨道。
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racoon
16楼2011-08-27 18:15:06
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