Elementarteilchen (Quarks) und Quantenfelder

Was ich während des Studiums der Quanten- und Teilchenphysik verstanden habe, ist, dass alle Teilchen Anregungen ihrer jeweiligen Felder sind.

Ich frage mich daher, ob Elementarteilchen wie Quarks wieder in Felder oder reine (Nullpunkt-) Energie umgewandelt werden können. Für zB. Quarks (Partikel) werden wieder in ein Quarkfeld umgewandelt?

Oder ist es möglich, dass auf irgendeine Weise alle Teilchen / Materie im Universum wieder in ihre jeweiligen Felder umgewandelt werden (Nullpunkt-Energiezustand) ; so wie es unmittelbar nach dem Urknall war - keine Teilchen und nur Felder ?

Physiker, bitte helfen Sie mir, meine Neugier zu stillen, darüber Bescheid zu wissen.

PS - Diese Frage tauchte auf, als ich die folgenden zwei Artikel las:

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2020/03/21/ask-ethan-if-einstein-is-right-and-e-mc²-where-does-mass-get-its-energy- von/amp/

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/01/13/ask-ethan-how-do-quantum-fields-create-particles/amp/

Hallo :-) Ich glaube, Sie haben etwas missverstanden, was wir Menschen sagen, wenn wir sagen, dass Teilchen Anregungen eines Quantenfeldes sind. Wenn Sie darüber diskutieren möchten, ist dies nicht wirklich der richtige Ort, aber wir könnten es im Physik-Chatraum diskutieren .
@John Rennie, ich entschuldige mich. Eigentlich bin ich Maschinenbauingenieur von Akademiker und habe ein begrenztes Wissen, wenn es um Quanten- und Teilchenphysik geht! Ich habe jedoch ein großes Interesse daran, die Grundlagen der Natur/Physik zu verstehen. Ich habe hier schon ein oder zwei Fragen gestellt und Sie haben sie hervorragend beantwortet und mir weitergeholfen. Ich respektiere und schätze Ihr Fachwissen in Physik und würde mich auf jeden Fall sehr über ein Gespräch mit Ihnen im "Physik-Chatroom" freuen!
Ich bin jetzt im Physik-Chatraum, wenn Sie darüber diskutieren möchten.
Übrigens schätze ich, dass alle fundamentalen Teilchen/Materie (Teilchen) nur eine Quantisierung von Energie/Feldern sind, und das meinte Einstein, als er die Gleichung E=mc2?

Antworten (1)

Die Quantenfeldtheorie ist eine Quantentheorie höherer Ebene, die auf den Postulaten der Quantenmechanik basiert. . Die grundlegenden quantenmechanischen Wellengleichungen von Schrödinger, Dirac, Klein Gordon, quantisierter Maxwell werden für zwei Teilchen in einem Potential gelöst. Um die beobachteten Streuungen und Zerfälle von Elementarteilchen zu modellieren, wurde die Feldtheorie auf folgende Weise entwickelt:

Den ebenen Wellenlösungen der obigen Gleichungen werden als Felder in allen Punkten der Raumzeit, Elektronenfelder, Quarkfelder, Neutrinofelder und deren Antiteilchenfelder ein mathematisches Koordinatensystem zugeordnet, ähnlich einem Lorenz-invarianten Äther. Auf diesen ebenen Wellenlösungen/-feldern arbeiten Differentialoperatoren, die die genannten Teilchen erzeugen und vernichten. Dies ermöglicht die Feynman-Diagramme, die es ermöglichen, Zwei-Körper-zu-Viel-Körper-Streuungen und Zerfälle von Teilchen auf streng mathematische Weise zu berechnen. Dieses Modell war sehr erfolgreich bei der Modellierung und Vorhersage von Daten in der Teilchenphysik, Kernphysik sowie Supraleitung usw.

Die Felder sind also unwiderruflich an die Operatoren gebunden, es ist das System von beidem, das Teilchen erzeugt und vernichtet.

oder ist es möglich, dass auf irgendeine Weise alle Teilchen / Materie im Universum wieder in ihre jeweiligen Felder umgewandelt werden

Felder können nicht ohne die Operatoren diskutiert werden. Es hat keine physikalische Bedeutung, nur über Felder zu diskutieren. Sie sind ein mathematisches Konstrukt. Es ist die Kombination von Feldern und Operatoren, die die beobachtbaren Zustände erzeugen.

So wie es unmittelbar nach dem Urknall war – keine Teilchen und nur Felder?

Das ist nicht richtig. Als die Quantenmechanik Teil des Urknallmodells wurde, mussten das Inflationsfeld und die Teilchen erfunden werden, um den Beginn des Universums quantenmechanisch zu beschreiben.

Sie können nur eine Quantenfeldtheorie mit Feldern haben, die an Operatoren gekoppelt sind, die Teilchen erzeugen. Deshalb war es sehr wichtig, das Higgs- Teilchen zu finden , um das Standardmodell zu validieren.

Vielen Dank für die geniale Antwort! Ich konnte die Mathematik nicht ganz verstehen. Aber ich bekomme eine Essenz dessen, was Sie erklären wollten - Felder sind mathematische Konstrukte und das Universum wird von Menschen mithilfe von Mathematik modelliert, und bisher waren wir ziemlich gut darin, beobachtbare Universen mithilfe von Mathematik zu modellieren. Außerdem ist es letztlich nur eine Frage der Wahrscheinlichkeit, was passiert und was nicht, und alles, was wir tun können, ist, die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses herauszufinden, richtig? Entschuldigung, wenn ich es falsch verstanden habe, da QFT nicht meine Stärke ist und ich versuche zu lernen :)
Können Sie jemandem, der Quantenmechanik und anschließend Quantenfeldtheorie lernen möchte, gute Ressourcen/Bücher empfehlen? Das wird sehr geschätzt!
Mein Studium endete 1965, daher bin ich kein guter Mensch, um aktuelle Bücher zu empfehlen. Ich würde darauf vertrauen, dass diese Vorlesungen am CERN für QFT aktuell sind cds.cern.ch/record/893077/files/1-94%20Alvarez-Gaume.pdf . So wurden mir 1964 die Augen geöffnet, wie QFT mit Daten zusammenhängt, an einer CERN-Schule durch Vorlesungen von Veltman (nach einem Graduiertensemesterkurs über QFT, Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren, die auf Feldern arbeiten :).)
Eindrucksvoll! Du bist ein brillant leuchtender Stern! Vielen Dank. Ich werde auf jeden Fall die Vorlesungen durchgehen!
Elementarteilchen (Quarks) und Quantenfelder
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