Kvantna teorija polja

Kvantna teorija polja (engl. QFT, Quantum field theory) je fizička teorija koja primjenjuje kvantnu mehaniku na fizičko polje. Kvantna teorija polja je rezultat kombinacije klasične teorije polja, kvantne mehanike i posebne relativnosti.^[1] Kvantna teorija polja čini temelje za najveći dio moderne teorijske fizike, posebice fizike elementarnih čestica.

Standardni model fizike elementarnih čestica je specijalni tip kvantne teorije polja, koja opisuje osnovnu strukturu materije i njenu interakciju. Primjena elektromagnetizma uzrokuje kvantnu elektrodinamiku, koja se koristi unutar atomske fizike. Moderna fizika kondenzirane materije koristi kvantnu teoriju polja za opisivanje nekih fenomena, npr. supervodiče. Unutar kozmologije kvantna teorija polja se koristi za opis fenomena koji se vjerojatno desio u ranom nastanku univerzuma, tzv. inflaciju svemira.

Kao uspešan teorijski radni okvir danas, kvantna teorija polja proizašla je iz rada generacija teorijskih fizičara 20. veka. Njen razvoj je počeo 1920-ih sa opisom interakcija između svetlosti i elektrona, kulminirajući u prvoj kvantnoj teoriji polja - kvantnoj elektrodinamici. Velika teorijska prepreka ubrzo je usledila sa pojavom i postojanošću raznih beskonačnosti u perturbativnim proračunima, problem koji je rešen tek pedesetih godina prošlog veka izumom renormalizacijske procedure. Druga velika prepreka bila je očigledna nesposobnost kvantne teorije polja da opiše slabe i jake interakcije, do te mere da su neki teoretičari tražili napuštanje teorijskog pristupa. Razvoj teorije kalibra i završetak Standardnog modela 1970-ih doveli su do renesanse kvantne teorije polja.

Kvantnu teoriju polja razvijao je veliki broj znanstvenika ali za prve temelje zaslužni su između ostalih: Paul Dirac, Vladimir Fock, Wolfgang Pauli, Tomonaga Shinichrō, Hans Bethe, Robert Oppenheimer, Julian Schwinger, Richard Feynman i Freeman Dyson.

1. ↑ Peskin, M.; Schroeder, D. (1995). An Introduction to Quantum Field Theory. Westview Press. ISBN 978-0-201-50397-5.