¿Por qué estudiar el campo escalar en QFT cuando tal cosa no existe en la naturaleza?

Question

El Klein-Gordan ecuación que describe un spinless campo escalar es una de las primeras cosas que uno estudia en una QFT supuesto, pero no hay ninguna primaria spin-0 campos en la naturaleza.

Es el campo escalar a QFT como el plano sin fricción en física de la escuela secundaria, una ayuda para que podamos empezar?

O es más profundo que eso?

Answer 1

La primera razón es que es la más simple, no hay necesidad de manipular los índices cuando se trata con escalares del campo, y también es importante darse cuenta de los problemas que ocurre con la energía cuando usted tiene que tratar con este campo de Klein-Gordon ecuación marco, y cómo vector campo soluciona.

Finalmente, como ya se mencionó, los bosones de Higgs se describen por escalares del campo, por lo que si realmente nos encontramos en el LHC como pensamos, entonces es realmente una cosa real.

Answer 2

Pions también son escalares. Ellos no pueden ser partículas fundamentales, pero puede en muchos casos ser descrito con precisión por escalares de partículas puntuales.

Answer 3

Fermi campos y medidor de campos puede surgir de escarificador de campos en la red. Así que tal vez los campos escalares son las más fundamentales y sólo necesitamos campos escalares. Ver Son las partículas elementales en realidad más elemental de quasiparticles? (cuántico de espín de los modelos o qubit se describen los modelos por los campos escalares en celosía.)

Answer 4

Los cálculos de los diagramas de Feynman factorizar en tres partes, en general:

1. El denominador tiene la misma estructura, sin importar si se trata de escalar, spinor o campos vectoriales.
2. El numerador es diferente, usted necesita traza de las identidades de las matrices gamma y así sucesivamente, pero puede ser calculado de forma independiente.
3. Hay un grupo de teoría factor, si se trata de un no-abelian teoría de gauge.

Debido a 1., usted puede aprender casi todas las herramientas necesarias para los cálculos a partir del caso de un escalar teoría. Desde el 2 de. y 3. introducir complicaciones adicionales, que pueden ser tratados por separado.

Conceptualmente los diferentes (gratis) de los campos magnéticos como los diferentes representaciones irreducibles del grupo de Poincaré, en particular, las traducciones son generadas por un Operador $P_\mu$, cuyo cuadrado es invariante $P^2 = M^2$. Así que incluso los componentes de spinors, por ejemplo, satisfacer una versión de la escalares de Klein-Gordon ecuación, que es la razón por la 1. por encima de.