場の量子論の歴史

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場の量子論の歴史

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/09/02 05:27 UTC 版)

場の量子論
(ファインマン・ダイアグラム)
歴史
背景 量子力学 場の理論 ゲージ理論 ヤン＝ミルズ理論 自発的対称性の破れ ポアンカレ群 対称性 荷電共役対称性 交叉対称性 パリティ 時間反転対称性（T対称性） 方法 量子異常（アノマリー） 有効場の理論 真空期待値 ファデエフ＝ポポフゴースト ファインマン・ダイアグラム 格子ゲージ理論 LSZ簡約公式 分配関数 伝播関数 量子化 繰り込み 真空状態 ウィックの定理 ワイトマンの公理系 方程式 ディラック方程式 クライン–ゴルドン方程式 プロカ方程式 ホイーラー・ドウィット方程式 標準模型 量子電磁力学 量子色力学 ワインバーグ＝サラム理論 ヒッグス機構 未完成理論 量子重力理論 弦理論 超対称性 テクニカラー 万物の理論 科学者 アドラー • ベーテ • ボゴリューボフ • カラン • キャンドリン • コールマン • ドウィット • ディラック • ダイソン • フェルミ • ファインマン • フィールツ • フレーリッヒ • ゲルマン • ゴールドストーン • グロス • トホーフト • ジャッキーヴ • クライン • ランダウ • 李政道 • レーマン • マヨラナ • 南部 • パリージ • ポリャコフ • アブドゥッサラーム • シュウィンガー • スキルム • シュテュッケルベルク • シマンチク • 朝永 • フェルトマン • ワインバーグ • ワイスコフ • ウィルソン • ウィルチェック • ウィッテン • 楊振寧 • 湯川 • ジマーマン
表 話 編 歴

場の量子論の歴史は、場の量子論が成立する歴史的背景について述べる。

概要

場の量子論の歴史は、1920年代後半にポール・ディラックが電磁場の量子化を試みたことから始まった。この理論の主要な進展は1950年代になされ、量子電磁力学 (QED) の導入へとつながった。QEDは大変な成功を収め、当然の流れとして、同様の基本概念を用いて他の自然界の力を理論化する努力が行われた。これらの努力により、ゲージ理論を強い相互作用および弱い相互作用に適用することに成功し、素粒子の標準模型が打ち立てられた。同様の理論を用いて重力を記述する試みは現在のところ成功していない。場の量子論の研究は未だ存続しており、この手法を多くの物理学の問題に適用することが盛んに行われている。これは、今日の理論物理学の最も活発な領域の一つであり、物理学の多くの領域で共通の言語として使われている。

基礎理論

初期の場の理論は、ウラジミール・フォック、ヴォルフガング・パウリ、ヴェルナー・ハイゼンベルク、ハンス・ベーテ、朝永振一郎、ジュリアン・シュウィンガー、リチャード・ファインマンおよびフリーマン・ダイソンらの努力によって構築された。場の量子論の初期の発展段階は、1950年代に量子電磁力学の理論が完成したことによって最盛期を迎えた。

ゲージ理論

ゲージ理論は定式化され量子化されており、これによって素粒子物理学の標準模型に組み込まれている力の統一が導かれている。この努力は、1950年代の楊振寧およびロバート・ミルズらの研究によって始められ、1960年代マルティヌス・フェルトマンらによって継続され、1970年代にヘーラルト・トホーフト、フランク・ウィルチェック、デイビッド・グロスおよびH. デビッド・ポリツァーらによって完成された。

グランド・シンセシス

凝縮系物理における相転移を理解するための研究が並行して進められ、繰り込み群の研究が導かれた。そして、この研究は場の量子論を通じて素粒子物理および凝縮系物理を統一する理論であるグランド・シンセシス (grand synthesis) を導いた。これは、1970年代のマイケル・フィッシャーおよびレオ・カダノフの研究などによってなされ、ケネス・ウィルソンによる場の量子論の独創的な再定式化につながった。

現代的な発展

• en:Topological quantum field theory (TQFT)
• en:Axiomatic quantum field theory
• en:Local quantum field theory
• en:Algebraic quantum field theory
• en:Quantum algebra

参考文献

• Pais, Abraham ; Inward Bound - Of Matter & Forces in the Physical World, Oxford University Press (1986) [ISBN 0-19-851997-4] Written by a former Einstein assistant at Princeton, this is a beautiful detailed history of modern fundamental physics, from 1895 (discovery of X-rays) to 1983 (discovery of vectors bosons at C.E.R.N.).

• Richard Feynman; Lecture Notes in Physics. Princeton University Press: Princeton, (1986).

• Richard Feynman; QED. Princeton University Press: Princeton, (1982).

• Weinberg, Steven ; The Quantum Theory of Fields - Foundations (vol. I), Cambridge University Press (1995) [ISBN 0-521-55001-7] The first chapter (pp. 1-40) of Weinberg's monumental treatise gives a brief history of Q.F.T., pp.608.

• Weinberg, Steven; The Quantum Theory of Fields - Modern Applications (vol. II), Cambridge University Press:Cambridge, U.K. (1996) [ISBN 0-521-55001-7], pp.489.

• Weinberg, Steven; The Quantum Theory of Fields - Supersymmetry (vol. III), Cambridge University Press:Cambridge, U.K. (2000) [ISBN 0-521-55002-5], pp.419.

• Schweber, Silvian S. ; Q.E.D. and the men who made it: Dyson, Feynman, Schwinger, and Tomonaga, Princeton University Press (1994) [ISBN 0-691-03327-7]

• Yndurain, Francisco Jose ; Quantum Chromodynamics: An Introduction to the Theory of Quarks and Gluons, Springer Verlag, New York, 1983. [ISBN 0-387-11752-0]

• Miller, Arthur I. ; Early Quantum Electrodynamics : A Sourcebook, Cambridge University Press (1995) [ISBN 0-521-56891-9]

• Schwinger, Julian ; Selected Papers on Quantum Electrodynamics, Dover Publications, Inc. (1958) [ISBN 0-486-60444-6]

• O'Raifeartaigh, Lochlainn ; The Dawning of Gauge Theory, Princeton University Press (May 5, 1997) [ISBN 0-691-02977-6]

• Cao, Tian Yu ; Conceptual Developments of 20th Century Field Theories, Cambridge University Press (1997) [ISBN 0-521-63420-2]

• Darrigol, Olivier ; La genèse du concept de champ quantique, Annales de Physique (France) 9 (1984) pp. 433-501. Text in French, adapted from the author's Ph.D. thesis.

関連項目

• 物理学の歴史
• 古典電磁気学
• 量子力学の歴史
• 量子電磁力学-QED
• 場の量子論