關于量子電動力學中若干問題的討論

劉國鈺

（遼寧裝備制造職業技術學院，遼寧 沈陽 110161）

出生于20世紀30年代量子場論。當時的世界戰爭正在醞釀之中。核物理是在美國蓬勃發展，但量子物理學的發展，必須等待。然而，日本朝永真一郎隔離條件下的研究，出版了一本基本的紙張，提出了一種量子場論的電磁力。直到1948年，才能夠得到本文的英文版本，在戰爭結束后的1947年。三兩個超過20 歲的紐約青年費曼，施溫格完整的量子場論的電磁力，被稱為量子電動力學理論，提出了獨立。他們有不同的形式，但他說，同樣的事情，兩個量子電動力學的量子場之間的相互作用進行了討論。雙方量子場是一個量子電磁場和量子電子領域的物質（電子字段），從粒子的視圖的點，的量子化的光子（電磁場）和電子（量子電子場，此顆粒的理論討論只有通過純粹的電磁力）[1]。

1 量子電動力學的描述

然而，在電磁領域和在電子領域必須服從相對論和服從量子理論已經導致令人驚訝的結果，費曼的理論，的舊概念的連續功率之間的2 電子聲音簡單，是一個在形式的光子，交換力的量子化的圖像被替換時，這張圖片是兩個電子的位置，在不同的時間，和所述量子的兩個電子之間的相互作用。最初，兩個固定的電子元件（其位置不隨時間變化），電子向下運動，然后電子兩個輻射光子，光子穿過的空間運動的電子，電子被吸收的光子。的電子的發射光子，它成為一個向下運動，并且當電子吸收光子，以扭轉的向上運動。通過交換光子，這兩個電子相互排斥，就像兩個籃球運動員來回傳遞和互動。然而，令人驚訝的是，允許帶相反電荷的粒子，如質子和電子通過交換光子彼此相互吸引，兩個皮帶的量子電。每個量子事件具有量子的不確定性，發射和吸收的光子是不確定的。首先，發射和吸收的發生是不確定的，如果發生的話。它發生在何時何地是不確定的。

圖1 電磁相互作用的基本作用頂點（基于量子電動力學分析）

2 量子電動力學的若干問題

場理論，在本質上，從哲學的角度，另一種粒子的本體論的核心得心應手的狀態。量子電動力學還可以使用場算符，但現在本地化現場操作人員。具體而言，量子電動力學是本地化的領域場算符遵循的運動方程，一些正則對易關系（對應于玻色子），對易關系（費米子）和現場操作員連續系統的“真空狀態”一個Hilbert 空間理論的狀態向量。的基態量子場真空，有沒有出現固體顆粒。量子電動力學，量子場論有三個基本假設或理論前提。包括：①當地的假設-這是簡化的假設條件，以保證獨立的野外測量，以避免全面考慮整體的關聯如此復雜。②現場操作員的假設—量子力學的操作方法，以促進的場論的自然結果。③真空不空“假設是即使是一個真正的粒子，真空仍然滿場的物質。直接反映了該領域的本體論思想[2]。

首先是地區（地區）的假設。什么樣的動力系統在量子理論中的域？根據定義的本地化的狄拉克的量子理論的動力系統“（1948）的文章：”如果在此期間您可以創建一個動態變量域表示的波函數，然后量子理論的一個動力系統是對于一個給定的域定義。本地化的動態變量來描述空間的時間點的場量和場量的一定比例的變化量的物質條件。實際上是一個給定的域的假設的粒子之間的相互作用的一個給定的域描述點模型的直接結果，并確保獨立的現場測量。

第二個是場算符假設。初創時期的量子場論，量子力學擴展到重新分析的經典電磁場，電磁場被量化，其組成部分升級容易從以前的變量量子操作。類似的程序，可以延伸到電子領域。場算符或場算符本身僅僅是一個數學形式，而是應用到物理的物理內容，將結合一些物理意義。作用于體內的一個物理變量需求一個物理變量到另一個變量的變化率的微分算子。例如，加速度可以表示為求的位移的時間變化率的兩倍。拉普拉斯算符可以表示為在，，3 個方向上求波函數在空間中的某種兩次變化率。在量子力學中，與線性厄密算符的性質相關聯，作為概率幅滿足線性疊加原理（概率本身卻不能直接疊加)，從而顯示出量子概率相對于經典概率的特殊性。換句話說，在量子場中，粒子從一定的激發或退激的物理過程中生成或者毀滅，對應地在數學上則是通過場算符即產生和湮滅算符的形式表示出來。

第三個是“充實真空”或者“真空不空”的假設（即真空=充滿物質的場或空間的假設)。從表面上看，似乎有許多參數反對履行真空假設，例如，最有代表性的，韋斯科普夫“成長的領域理論的發展，量子電動力學（1983）在一篇文章中建議看起來很強大的理由：真空是零能耗，零動量，角動量為零，零電荷的洛倫茲變換下是不正常的，所以它必須是一個空的狀態。然而，一個真正的粒子“實際上，這并不意味著”沒有物質“除非預設的固體顆粒作為唯一的現實。非常有趣的說，當“真空漲落”的韋斯科普夫一些物理學家，還悄悄地看作是一個“極化介質真空，或假設分析的現象，這是一個潛在的的基板或狂躁積極的背景。換句話說，他們也接受了另一次實際的假設，真空不空。正如我們已經指出，在量子電動力學，量子場本地化場算符領域的新概念的框架，結果在當地的激發或deexcite 的場算符領域，是一個離散的量子領域的創造和毀滅的固體顆粒不再是一個固定的實體不是天生的不朽，的虛擬顆粒，虛擬過程之間的相互作用的機制是不可缺少的中間環節。這種新穎的性質，量子場，我場量子“域耦合，那場量子”的產生和湮滅“和”虛擬量子傳輸這些相互作用的量子場研究方案的具體互動機制的形成產生了深遠的影響。

3 量子電動力學問題的案例分析

到原來的功能的字段作為一個基本的變量，沒有字段量化問題的電磁耦合項的功能的時間導數是相對簡單的。我們將規范拉格朗日掀起了一個積極的量化，以確定哈密頓算符，它定義的格林函數及其生成功能[3]。的路徑積分與自由場的情況下生成功能的格林函數表示為路徑積分。此外，我們還需要使用重整化產生的格林函數的路徑積分的功能，并建立“重整化”功能作為經營的基本變量描述。事實上，要保持不同形式的協變的重正化理論，消除的紫外線分歧，通過抵消項目從原來的有效拉氏分解形成。由于巴格寥夫Parasiuk 定理，問題歸結這個特殊的抵消項目R 計算量小的幫助。其次，在規范理論方面也需要重整化仍然有結構的規范理論。這正是我們確認了重整的量子電動力學的基礎上。有效拉氏分解的基本部分的抵銷分錄和習慣，原來的場函數不再是一個基本的變量，而不是用所謂的場重整化功能是成正比的原始字段為基本變量的函數。引爆的基本部分保持與原來的有效拉格朗日函數相同的形式，但原來的參數已經歸一化參數，而不是。的有效拉氏量路徑積分在非阿貝爾計領域理論的情況下，也仍然會被用來形成的格林函數產生功能分解的基本部分抵消項目，并因為在有效的拉格朗日分解，基本部分的維護初始有效拉格朗日的結構，當然，可以被認為是完全有效的拉格朗日函數被應用到的初始有效拉氏函數取得的條目的偏移量的特殊形式，但所有參數都理解為參數[4]。

于是得到一個有效拉氏函數

加入這次規范確定項雖然不相當于選定一種通常意義下的規范，但是在阿貝爾規范理論中正如自由電磁場的情形，相當于以一種簡單的方式聯系著一族廣義洛倫茲規范。

[1]桂起權，高策，李繼堂.規范場論的哲學探究：它的概念基礎、歷史發展與哲學意蘊[M].科學出版社，2008.05：176-178.

[2]H·F·拜爾，V·P·謝弗爾克著.高荷電離子物理學導論[M].國防工業出版社，2008.10：156-157.

[3]謝良文，王發強，梁瑞生.非阿貝爾腔量子電動力學模型下偏振光場的影響[J].光學學報，2012.05：159-160.

[4]王肇中.從電動力學到量子電動力學：納米光電子器件[J].光學與光電技術，2012.06：110-112.