Nachdem wir einen einheitlichen Hamilton-Lagrange-Formalismus für klassische Felder verschiedener Spindarstellungen der Lorentzgruppe entwickelt haben, wollen wir die Felder quantisieren. Das Verfahren der kanonischen Quantisierung verläuft völlig analog dem aus der Quantenmechanik bekannten, indem die konjugierten dynamischen Variablen eines Systems zu Operatoren werden, die entsprechende Vertauschungsrelationen erfüllen müssen. Diese Regeln implizieren Kommutatoren für die Fourierkoeffizienten der Felder im Impulsraum, die als Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren für Energiequanten ähnlich derer des quantenmechanischen harmonischen Oszillators wirken. Die Energiequanten entsprechen den Energie-Impuls-Eigenwerten von relativistischen Teilchen, sodass wir einen Hilbertraummit einer Basis freier Teilchenzustände konstruieren können. Dieser Formalismus lässt sich mit wenigen Modifikationen auf Felder verschiedener Lorentzdarstellungen übertragen und gestattet eine einheitliche quantenmechanische Behandlung freier relativistischer Teilchen verschiedener Spins.

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Quantentheorie freier Felder

  • Owe Philipsen

摘要

Nachdem wir einen einheitlichen Hamilton-Lagrange-Formalismus für klassische Felder verschiedener Spindarstellungen der Lorentzgruppe entwickelt haben, wollen wir die Felder quantisieren. Das Verfahren der kanonischen Quantisierung verläuft völlig analog dem aus der Quantenmechanik bekannten, indem die konjugierten dynamischen Variablen eines Systems zu Operatoren werden, die entsprechende Vertauschungsrelationen erfüllen müssen. Diese Regeln implizieren Kommutatoren für die Fourierkoeffizienten der Felder im Impulsraum, die als Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren für Energiequanten ähnlich derer des quantenmechanischen harmonischen Oszillators wirken. Die Energiequanten entsprechen den Energie-Impuls-Eigenwerten von relativistischen Teilchen, sodass wir einen Hilbertraummit einer Basis freier Teilchenzustände konstruieren können. Dieser Formalismus lässt sich mit wenigen Modifikationen auf Felder verschiedener Lorentzdarstellungen übertragen und gestattet eine einheitliche quantenmechanische Behandlung freier relativistischer Teilchen verschiedener Spins.