Teoria quântica de campos: diferenças entre revisões

A '''teoria quântica de campos''' ou '''teoria quântica de campo''' (abreviada para TQC ou QFT, do inglês, ''Quantum field theory'') é um conjunto de ideias e técnicas matemáticas usadas para descrever quanticamente sistemas físicos que dispõem de um número infinito de graus de liberdade. TQC fornece a estrutura teórica usado em diversas áreas da física, tais como [[Física de partículas|física de partículas elementares]], [[cosmologia]] e [[física da matéria condensada]] .<ref>{{citar livro|título = Quantum Field Theory in a Nutshell|nome = Anthony Zee|edição = second|editora = Princeton University Press|ano = 2010|isbn = 0691010196}}</ref><ref>{{citar livro|título = Quantum Field Theory|nome = Lewis H. Ryder|editora = Cambridge University Press|ano = 1996|isbn = 0521478146}}</ref>.

Dentro desse paradigma, além da interação [[Eletromagnetismo|eletromagnética]], tanto a [[Força fraca|interação fraca]] quanto a [[Força forte|interação forte]] são descritas por teorias quânticas de campos, que reunidas formam o que conhecemos por [[Modelo padrão|Modelo Padrão]] que considera tanto as partículas que compõem a matéria (quarks e léptons) quanto as partículas mediadoras de forças ([[bósons|bósons de gauge]]) como excitações de campos fundamentais.<ref>{{citar livro|título = An Introduction To Quantum Field Theory|nome = Michael E. Peskin; Dan V. Schroeder|editora = Westview Press;|isbn = 0201503972}}</ref>.

Devido aos trabalhos de [[James Clerk Maxwell|Maxwell]], o conceito de campo passa a ocupar o papel de maior importância na descrição fenomenológica da realidade. Maxwell mostrou, através de um conjunto de equações que recebem seu nome, que os fenômenos magnéticos e elétricos estão intrinsecamente associados e que devem ser descritos por uma única entidade: o [[campo eletromagnético]] .<ref>{{citar livro|título = Classical Electrodynamics|nome = John David Jackson|edição = Third|editora = Wiley|ano = 1998|isbn = 047130932X}}</ref>.

Conceitualmente, Maxwell mostrou a relação entre campos elétricos e magnéticos, bem como o reconhecimento de que a [[luz]] ([[óptica]]) é uma manifestação particular deste [[campo eletromagnético]]. Dentro dessa perspectiva histórica, a unificação dos fenômenos eletromagnéticos realizado por Maxwell foi a segunda grande unificação, a primeira sendo a unificação da dinâmica celeste e terrestre realizada por [[Isaac Newton]] ainda no século XVII .<ref>{{citar livro|título = The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe|nome = Roger Penrose|editora = Vintage|isbn = 0679776311}}</ref>.

A dinâmica de uma partícula pontual de massa <math>m</math> em um regime não-relativístico, ou seja, em velocidades muito menores que a velocidade da luz, pode ser determinada através da [[Mecânica de Lagrange|função lagrangiana]] <ref>{{citar livro|título = Mathematical Methods of Classical Mechanics|nome = V. I. Arnold|edição = Second|editora = Springer|ano = 1997|isbn = 0387968903}}</ref><ref>Usando a [[Notação de Einstein|convenção de Einstein]] para somas, de modo que índices repetidos significam soma. Por exemplo, o [[produto interno]] de dois vetores no espaço <math>\mathbb{R}^N</math> é: <math>\vec{v}\cdot \vec{u}=\sum_{i=1}^N v^i u^i\equiv v^i u^i</math>.</ref> 

A equação de Dirac, diferentemente da equação de Klein-Gordon, é uma equação que dá bons resultados para partículas de spin ½. Aliás, um dos sucessos é que esta equação incorpora o [[spin]] de forma natural, o que não ocorre com a equação de Schrondinger, onde o spin é admitido posteriormente como uma hipótese ''[[ad hoc]]''. Não obstante, isso levou certos autores a afirmarem que o spin é um grau de liberdade relativístico, o que é contestado. Outro sucesso da equação de Dirac foi prever a existenciaexistência do [[pósitron]], já que a equação previa valores negativos de energia, o que foi inicialmente interpretado, à luz da [[teoria dos buracos], como indicação de elétrons com energias negativas. Essa teoria afirmava que os pósitrons seriam vacâncias produzidas pela promoção desses elétrons para estados com energias positivas. O [[Vácuo quântico|vácuo]] é então visto como um mar de elétrons onde eles estariam compactamente colocados. Hoje, entretanto, essa teoria cedeu lugar à questão de criação e aniquilação de partículas num contexto mais geral da quantização canônica dos campos.