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量子場論是什麼

物理理論

量子場論(Quantum Field Theory, QFT)是結合了量子力學狹義相對論經典場論的物理理論。

它爲描述多粒子系統,尤其是涉及粒子產生和湮滅的過程提供了有效的框架。量子場論在粒子物理學和凝聚態物理學中有廣泛應用,例如,在凝聚態物理學中,量子場論被用於描述超導性(如BCS理論)。該理論是粒子物理標準模型的理論基礎,這個標準模型描述了目前已知的基本粒子和它們之間的相互作用,而量子場論正是描述這些粒子和相互作用的數學和理論框架。

在量子場論中,物質被視爲量子場的激發態,粒子是這些場的特定激發。例如,在量子電動力學中,電子和電磁場的相互作用被詳細描述。量子場論不僅描述了粒子的行爲,還涉及它們與場的相互作用,特別是如何通過交換力載體(如光子或W和Z玻色子)來相互作用。這種相互作用涉及到粒子的產生和湮滅過程,是量子場論特別強調的部分。

總的來說,量子場論是現代物理學中的一箇基本理論工具,它通過複雜的數學計算來定量描述物理現象。