Lý thuyết trường lượng tử

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của vật lý hạt cơ bản, nhiều hạt cơ bản mới được tìm ra nhờ những tiến bộ vượt bậc của kỹ thuật máy gia tốc các hạt. Vượt lên trên hết là khối lượng đồ sộ các số liệu thực nghiệm, lượng thông tin mới về hạt cơ bản ngày càng nhiều vượt tầm hiểu biết chúng. Vấn đề là ở chỗ lý giải thể nào bản chất của vi hụt về cấu trúc, các tinh chất, các tương tác và sự sinh hủy chuyển hóa lẫn nhau giữa chúng. Lý thuyết trường lượng tử ra đời cùng với các thành tựu của lý thuyết đối xứng trong của các hạt cơ bản và mô hình quark của cấu tạo hudron, các quark duyên và gắn liền với nó một số lượng tử đặc biệt, kết hợp với nguyên lý động lực học của sự đối xứng chuẩn định sử, lý thuyết thống nhất các tương tác điện từ yếu, cho phép giải thích một cách định lượng gần như tất cả các số liệu thực nghiệm về các quá trình xảy ra do tương tác này gây nên, tiên đoán được sự tổn tại các hạt tải của tương tác yếu – các bozon véc tơ và các hạt cơ bản mới khác. Đó là mốc lịch sử mà lý thuyết trường lượng tử đã mở ra giúp chúng ta nhận biết các quá trình vật lý diễn ra trong thế giới vi mô và các hạt cơ bản. Đồng thời dựa vào quy luật của lý thuyết lượng tử ta có thể giải thích hầu hết các hiện tượng của thế giới vĩ mô. Bởi vì tinh chất của các vật thể vĩ mô đều do sự chuyển động và tương tác của các vi hạt tạo nên chúng tạo thành. Với vai trò như vậy vật lý trường lượng tử – vật lý hạt cơ bản chắc chắn sẽ có những đóng góp quan trọng trong sự phát triển vật lý hiện đại.

Lý thuyết trường lượng tử hình thành trên cơ sở kết hợp lý thuyết tương đối (giúp ta có những hiểu biết mới về các tính chất của không gian và thời gian, có hằng số c đặc trưng - ván tốc ánh ảnh trong chân không) và cơ học lượng tử (chỉ ra những giới hạn ứng dụng các khái niệm cổ điển vào thế giới vì mô, có hằng số đặc trưng là hằng số Planck). Để đi đến lý thuyết trường lượng tử – lý thuyết tương đối tính của nhiều vật trong đó có thể phản ảnh được sự sinh hủy của các hạt, các quá trình biến hóa của tất cả các dạng vật chất, trước hết chúng ta điểm lại một số nội dung cơ bản của cơ học lượng tử (lý thuyết tương đối của một vật). Qua đó chúng ta có nhận thức sâu sắc hơn về không gian, về thời gian, về các dụng vật chất và chuyển động của chúng.