양자 장 이론은 다른 양자 이론의 아이디어와 결혼하여 모든 입자를 기본 분야에서 발생하는”흥분”으로 묘사합니다. 영국의 물리학 자 폴 디랙은 1920 년대 후반에 상대 론적 전자(그리고 대부분의 다른 물질 입자)가 어떻게 행동 하는지를 설명하는 방정식으로 공을 굴리기 시작했습니다.
1920 년대에 닐스 보어와 베르너 하이젠베르크 같은 사람들이 개발한 표준 양자 이론은 개별 입자들이 분리되고 느린 속도로 작용하는 것을 설명하는 데 좋다. 그러나 현실 세계에서의 상호 작용을 설명하기 위해서는 더 많은 것이 필요합니다.
특히,당신은 특수 상대성 이론 양자 이론을 결혼 할 필요가,아인슈타인의 이론은 어떻게 공간과 시간이 고속으로 여행하는 것들에 대한 워프. 특수 상대성 이론은 질량과 에너지가 상호 교환 가능하다고 말합니다. 하이젠 베르크의 양자 불확실성 원리 한편,입자가 일정 시간 동안 진공으로부터 에너지를 빌릴 수 있다고 말한다.
디랙 방정식은 꼬리에 찌름을했다: 그것은 반대 전하를 제외하고 모든면에서 전자와 동일한 입자의 존재를 예측했습니다. 최초의 반물질 입자 인 양전자는 몇 년 후 우주 광선에서 정식으로 발견되었습니다. 그것은 이론가들이 양자 장 이론이 진화함에 따라 제안한 완전히 새로운 입자 동물원의 첫 번째였으며 나중에 현실에서 나타났습니다.
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두 양자 장 이론은 입자 물리학의 표준 모델의 핵심에있다. 실험에 의해 꼼꼼하게 확인 된 수십 년간의 이론적 작업의 산물 인이 모델은 힘을 운반하는 보손 입자와 물질을 만드는 페르미온의 상호 작용을 통해 자연의 4 가지 힘 중 3 가지의 작용을 다룹니다.
양자전기역학은 전자기학과 약한 핵력의 통합된”전기약”이론으로,예를 들어 태양이 연료를 태우는 방식에서 중요한 방사성 베타 붕괴와 같은 핵 과정을 지배한다.
양자 색역학 한편,강한 핵력의 이론이다. 글루온이라는 보손에 의해 전달되는이 강하고 매우 단거리 힘은 쿼크를 결합하여 양성자와 중성자와 같은 입자를 만듭니다.
표준 모델의 영예로운 영광은 거의 50 년 전에 예측 힉스 보손의 발견과 함께,2012 년에왔다. 질량은 물질의 가장 단단한 특성이며,기본 입자의 질량은 힉스 보손과의 상호 작용 정도에 의해 결정됩니다. 1964 년에 처음 제안 된 이론에 따르면 힉스와 관련된 당밀과 같은 필드는 입자 유형에 따라 달라지는 항력을 제공합니다.
그러나 우리가 여전히 부족한 것은 중력의 양자 장 이론입니다. 네 가지 힘 중 하나만으로도 중력은 그것에 부착 된 입자가 없으며 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 시공간의 뒤틀림으로 설명됩니다-매우 다른 물고기 주전자. 리처드 웹