teoria cuantica de campos

Teoría cuántica de campos


Dispersión de neutrones. La dispersión inelástica de neutrones en un cristal es el resultado de la interacción de un neutrón lanzado contra los átomos en vibración de la red cristalina. En teoría cuántica de campos, el proceso se modeliza de manera más sencilla al introducir los cuantos de las ondas sonoras del cristal, los fonones, entendiéndolo como la absorcióno emisión de un fonón por el neutrón.

Partículas y campos, clásicos y cuánticos. Las nociones clásicas de partícula y campo comparadas con su contrapartida cuántica. Una partícula cuántica está deslocalizada: su posición se reparte en una distribución de probabilidad. Un campo cuántico es equivalente a un colectivo de partículas cuánticas.
La teoría cuántica de campos es una disciplina de lafísica que aplica los principios de la mecánica cuántica a los sistemas clásicos de campos continuos, por ejemplo, el campo electromagnético. Una consecuencia inmediata de esta teoría es que el comportamiento cuántico de un campo continuo es equivalente al de un sistema de partículasn 1 cuyo número no es constante, es decir, que pueden crearse o destruirse.1 También se la denomina teoría de camposcuánticos, TCCn 2 o QFT, sigla en inglés de quantum field theory.
Su principal aplicación es la física de altas energías, donde se combina con los postulados de la relatividad especial. En este régimen se usa para estudiar las partículas subatómicas y sus interacciones, y permite explicar fenómenos como la relación entre espín y estadística, la simetría CPT, la existencia de antimateria, etc.2También es una herramienta habitual en el campo de la física de la materia condensada, donde se utiliza para describir las excitaciones colectivas de sistemas de muchas partículas y entender efectos físicos tales como la superconductividad, la superfluidez o el efecto Hall cuántico.3
En particular, la teoría cuántica del campo electromagnético, conocida como electrodinámica cuántica, fue el primerejemplo de teoría cuántica de campos que se estudió y es la teoría física probada experimentalmente con mayor precisión.4 Los fundamentos de la teoría de campos cuántica fueron desarrollados entre las décadas de 1920 y 1950 por Dirac, Fock, Pauli, Tomonaga, Schwinger, Feynman y Dyson, entre otros.
Índice
1 Historia
2 Principios básicos
2.1 Motivaciones y definición
2.1.1 Limitaciones en lamecánica cuántica
2.1.2 Definición
2.2 Segunda cuantización
2.2.1 Límite continuo
2.2.2 Osciladores cuánticos
2.2.3 Campo cuántico
2.3 Dinámica del campo cuántico
2.3.1 Campo cuántico libre
2.3.2 Fermiones
2.3.3 Espín y estadística
2.3.4 Campo cuántico en interacción
2.4 Enfoques alternativos
3 Aspectos clave
3.1 Diagramas de Feynman
3.2 Métodos funcionales. Soluciones noperturbativas
3.3 Renormalización
3.4 Teorías gauge
3.5 Simetrías. Ruptura espontánea y anomalías
3.5.1 Simetrías discretas. CPT
4 Aplicaciones
4.1 Física de altas energías
4.2 Física de la materia condensada
5 Véase también
6 Notas y referencias
6.1 Notas
6.2 Referencias
7 Bibliografía
7.1 Bibliografía adicional en español
8 Enlaces externos
Historia
Artículo principal: Historia de lateoría cuántica de campos



Richard Feynman, Shin'ichirō Tomonaga y Julian Schwinger recibieron el premio Nobel de física en 1965 por el desarrollo de la electrodinámica cuántica.
El desarrollo de la teoría cuántica de campos ocurrió simultáneamente con el de la mecánica cuántica «ordinaria», en un intento de explicar los fenómenos atómicos tomando también en cuenta las leyes de la teoríade la relatividad.5 Entre 1926 y 1928 se desarrollaron los primeros intentos de encontrar una ecuación de onda relativista que describiera el movimiento de una partícula cuántica, debidos a Erwin Schrödinger y a Paul Dirac. Sin embargo, dichas ecuaciones mostraban ciertas inconsistencias.
Por otro lado, en 1926 Werner Heisenberg, Pascual Jordan y Max Born profundizaron en el estudio del...