Kürzlich fiel mir ein, dass ich einige Grundkenntnisse über QFT habe und im Prinzip weiß, wie man Streuamplituden berechnet (zumindest für die -Theorie), haben aber keine Ahnung, wie man die meisten Phänomene in der Natur versteht.
Betrachten Sie zum Beispiel die Reflexion von Licht an einem Spiegel. Es ist klar, dass ich QED verwenden muss, um Streuamplituden zu berechnen, aber wie kann das gemacht werden? Es gibt Millionen von Atomen, die Licht streuen, also muss ich wahrscheinlich einen statistischen Ansatz verwenden?
Es ist nicht dringend, aber ich hätte trotzdem Interesse. Zumindest würde ich gerne wissen, ob es prinzipiell möglich ist, bekannte Ergebnisse wie Reflexion oder Refraktion direkt und rigoros aus (Wechselwirkungs-)QFT zu erhalten. Ich kenne die Argumente aus Feynmans QED-Buch und suche nicht nach Plausibilitätsargumenten.
Lubos Motl, ein Mitglied dieser Seite, hat einen Blog-Eintrag darüber, wie die klassischen Felder aus QFT hervorgehen.
Aus der Einleitung:
Ich werde zwei etwas unterschiedliche Situationen diskutieren, die jedoch fast jedes Beispiel einer klassischen Logik abdecken, die vom Quanten-Ausgangspunkt ausgeht:
- Klassische kohärente Felder (z. B. Lichtwellen), die als Zustand vieler Teilchen (Photonen) auftreten
- Dekohärenz, die uns dazu bringt, absorbierte Teilchen als punktartige Objekte zu interpretieren, und die generische Überlagerungen makroskopischer Objekte für wohldefinierte Fragen zu klassischen Fakten ungeeignet macht
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Im Rest dieses Abschnitts möchte ich mich jedoch auf einen anderen Weg konzentrieren, wie man sieht, wie die klassische Physik von Feldern aus großen Ensembles von Photonen hervorgeht, einen Weg, der die thermodynamische Grenze der statistischen Physik nachahmt (sogar im Kontext der klassischen Mechanik).
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für mich liegt der kern des arguments in der beobachtung
Die Photonen haben auch Polarisationen, also hat die Wellenfunktion auch viele Komponenten. Ich möchte Sie nicht durch die Indizes erschrecken, aber die Wellenfunktion eines einzelnen Photons sieht mathematisch wie das (komplexierte) klassische elektromagnetische Potential A⃗ (x,y,z) aus, mit einigen zusätzlichen Feinheiten. (Aber seine Interpretation ist anders!)
die das klassische elektromagnetische Feld mit den einzelnen Photonen verbindet.
Man braucht nicht das umständliche Ensemble von Photonen mit sich zu führen, wenn man makroskopische Beobachtungen wie zum Beispiel Reflexionen, Lichtstreuung und optische Strahlenzeichnungen diskutiert. Es reicht aus, dass dies möglich ist, aber es ist viel bequemer, die klassische Version zu verwenden, da wir Thermodynamik und nicht statistische Mechanik verwenden, wenn wir das Verhalten von Materie in großen Mengen diskutieren, obwohl es eine Eins-zu-Eins-Korrelation gibt der mikroskopischen Mechanik zu den makroskopischen emergenten Variablen und Verteilungen.
Sinnbe
TheoPhysicae
QMechaniker