場の量子論
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場の量子論(ばのりょうしろん)とは、力の伝播を説明するために考え出された概念である場に、量子力学を適用したものである。素粒子物理学では特に相対論的共変性がある場合が重要である。また物性物理学においても場の量子論は重要な道具である。
なぜ場の量子化が必要かというと、特に素粒子の物理は常に高エネルギーの物理であるからであるから粒子の生成/消滅を記述する必要があるからである。 そこでは非常に奇妙な現象が起きている。時間とエネルギーの間にある不確定性原理により時空で粒子の対生成、対消滅が起きているのである。この対生成により生じる粒子を仮想粒子と呼ぶ。この仮想粒子が物質の間でやり取りされる現象が力の相互作用なのである。
なお、場の量子論とは素粒子の性質そのものを扱う理論であり、力の相互作用を描写する理論はゲージ理論と呼ばれる。
[編集] 場の量子化
量子力学では運動量などの物理量を演算子で置き換える量子化をおこなうが、同様に電磁気学のような古典場の理論で電磁場のような場を演算子に置き換えることを場の量子化という。多体量子系を生成・消滅演算子で記述する(実用上は)近似的な理論である第二量子化とは異なる。