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1 # 科學聯盟
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2 # Luthiel
量子場論的特點是,一種基本力對應一種場,再對應一種波粒二象性很明顯的量子。
比如電磁力,電磁波,光子這樣
現在強相互作用力的膠子也找到了
就差引力,引力場(引力波),而那個引力子死活找不到。
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3 # 看松讀畫軒
量子場論是量子力學的核心內容,也是將宇宙學觀測運用到構建和檢驗尚未解決的基本問題上——比如將宏觀的相對論、微觀的量子引力與基本粒子的標準模型聯絡在一起。
科學家已經運用量子場論的概念,結合狹義相對論與量子力學,解釋了自然界中4種基本力中的3種——電磁力、弱作用力和強作用力,且分別找到了力的傳遞粒子。
儘管有所收穫,但量子力學與愛因斯坦廣義相對論(解釋第4種基本力:引力)的統一則還不能利用量子場論的方法解決。這涉及到引力傳遞、資訊傳遞,甚至還可能涉及到空間暗能量等問題。
自從引力波以光速傳遞被探測證實後,有科學家猜測,引力很有可能由某個假想無質量的引力子攜帶並傳遞,引力子或許是高維度的;或許看不見的暗能量和暗物質影響到了引力子的空間結構。到目前為止,量子場論的基本粒子模型對引力的解釋尚無答案。
另外,所有觀測證據表明,我們的宇宙一直呈加速膨脹狀態(宇宙學常數),相對論作出的唯一解釋是暗能量的存在,一種無所不在的神秘分佈的、排斥性的物質,它作用於引力形成了空間加速的結構,這種加速性質與暗能量的預期是相符的。我們對暗能量最精準的理解應該是在量子場論的亞原子粒子領域。
有科學家認為,藉助於弦論,透過能量的振動弦取代基本的點狀物質結構,量子場論可以在亞原子尺度上與引力統一起來,那麼也許我們所謂的引力子實際上是空間結構本身的一種量子突現。弦論的數學解(理論上)可以給出物質和能量的不同形式有關的不同振動模式,其中包括與引力相伴的引力子。我們期待量子場論在尋找解釋暗能量與暗物質資訊上有所突破,進而也可以反證引力子的可能屬性。
科學家還認為,量子場論一旦在暗物質、暗能量和引力粒子研究領域取得突破,就能夠最終解釋觀察到的有關宇宙星系的神秘現象,在過去的幾十年中它一直讓天文學家迷惑不解:必定存在“看”不見的巨大暗能量,才使宇宙保持快速膨脹;同時必定存在“看”不見的暗物質,才能保持星系不分崩離析。(以上戲說,謬誤見諒)
回覆列表
首先要搞清楚量子場論能解釋什麼問題,然後才能搞清楚量子場論不能解釋什麼問題。
量子場論一般來說分為“狹義相對論性量子場論”和“非相對論性量子場論”,前者是高能物理學意義上的量子場論,後者是凝聚態物理學意義上的量子場論。由此可見,量子場論幾乎將所有量子理論都包含進去了。但是量子場論能否解決量子資訊問題、能否解決量子力學最基本問題,現在還沒有最終答案。總體來看,量子場論僅僅是一種量子理論而不是全部的量子理論,不過,量子場論是一種很優美的量子理論,因為它能解釋除了萬有引力以外的所有基本相互作用!
就目前來說,除了萬有引力沒有納入量子場論框架外。可以這樣說,只要我們的計算機足夠強大,量子場論就能計算絕大多數的物理問題,從微觀的粒子衰變到宏觀凝聚體動力學,基本都逃不出量子場論的“手掌心”。這彷彿在說明:量子場論是一個除去萬有引力就是“幾乎萬有的理論”。但是,世界是複雜的,總有量子場論解釋不了的東西。甚至來說,量子場論自身的自洽性都沒有得到真正的檢驗!粒子物理學標準模型自身問題(非自然性、平庸性等難題)到今天都沒有被解決!所以,題主的問題,我可以這回答:量子場論連自己構造出來的標準模型為什麼會出這些個問題都解釋不了!世界是複雜,因此我比較傾向於“沒有任何一個理論可以真正解釋所有的問題”。
【粒子物理學標準模型是狹義相對論性量子場論體系的核心理論,但是粒子物理學標準模型存在幾個難題!它們從一個很直接的角度說明了(狹義相對論性)量子場論體系不是最完美的理論(優美不代表完美)。此外,非相對論性量子場論比起狹義相對論性量子場論,連優美都談不上!非相對論性量子場論是一個不可重整的量子場論,所以它的問題更大。】