Релятивістська квантова теорія електромагнітного поля

Класична теорія електромагнетизму

Квантова теорія сильних взаємодій

Класична механіка частинок

Що таке квантова електродинаміка (КЕД)?

Тест перевіряє знання ключових понять квантової електродинаміки: її принципів, математичних формулювань, діаграм Фейнмана та проблем перенормування.

Яке рівняння описує поведінку полів електромагнітного тензора у присутності ферміонного струму у КЕД?

Обмін квантами електромагнітного поля (фотонами)

Гравітаційну взаємодію

Що фізично описує КЕД при взаємодії заряджених частинок?

Поєднання класичної механіки і термодинаміки

Узгодження квантової механіки та загальної теорії відносності

Узгодження квантової механіки та спеціальної теорії відносності

Узгодження теорії відносності з класичною електродинамікою без квантів

Яке важливе узгодження досягнуто в КЕД щодо інших фізичних теорій?

Фотон створюється спонтанно; електрон ніколи не взаємодіє; поле не змінюється

Електрон утворює пару з протоном; фотон розпадається; поле флуктуїрує

Немає визначених елементарних дій у його поданні

Рух фотона між двома точками; рух електрона між двома точками; випромінювання або поглинання фотона електроном

Які три елементарні дії виокремлював Фейнман у наочному представленні КЕД?

Фотон — суцільна лінія, електрон — хвиляста

Фотон — хвиляста лінія, електрон — суцільна пряма лінія

Обидва — пунктирні лінії

Фотон і електрон позначаються однаково

Як на діаграмах Фейнмана умовно зображаються фотони та електрони?

Яка математична величина пов’язує амплітуду ймовірності w з реальною ймовірністю P у квантовій механіці?

Ймовірності для кожного шляху додаються

Амплітуди для кожного шляху додаються, а потім береться квадрат модуля

Береться найменша амплітуда з усіх шляхів

Амплітуди перемножуються між собою і сумуються як логарифми

У правилах Фейнмана як обчислюють амплітуду для процесу, що може відбутися кількома шляхами?

Скільки основних (типів) розбіжних діаграм зазначено для КЕД як мінімум?

Їх амплітуди підсумовуються

Їх ймовірності підсумовуються

Їх амплітуди множаться

Як у підході Фейнмана трактують послідовні незалежні підпроцеси при обчисленні амплітуди?

Яке позначення Фейнман використовував для ймовірності руху фотона від точки A до B?

Ефект Комптона (розсіяння Комптона)

Спонтанне народження пар

Як називається процес, в якому електрон поглинає фотон, а потім випромінює інший фотон у межах прикладу в КЕД?

Вони підкоряються статистиці Бозе-Ейнштейна

Їх амплітуда не змінюється при перестановці

Вони підкоряються статистиці Фермі–Дірака, через що амплітуда змінює знак при обміні

Вони завжди мають позитивну амплітуду

Яка властивість ферміонів (наприклад, електронів) впливає на знак амплітуди при перестановці двох електронів у складному процесі?

Рівняння Шредінгера для обох

Рівняння Дірака для електрона та рівняння Кляйна–Ґордона для фотона

Рівняння Нав’є–Стокса та Максвела

Рівняння Гейзенберга та Больцмана

Які рівняння використовують для обчислення пропагаторів електрона і фотона відповідно?

Пси(x_B − x_A) і тау(x_D − x_C)

Як позначається пропагатор фотона і пропагатор електрона у звичній літературі (у координатному представленні)?

L = ψ̄(iγ^μ D_μ − m)ψ − 1/4 F_{μν}F^{μν}

Який вигляд має лагранжіан КЕД для біспінорного поля зі спіном 1/2, що взаємодіє з електромагнітним полем?

Просто інша назва для ψ

Ермітово спряжена хвильова функція, помножена на γ^0

Електромагнітний потенціал

Що позначає ψ̄ у формулюванні лагранжіана квантової електродинаміки?

Що входить до коваріантної похідної D_μ у лагранжіані КЕД?

Яка група симетрії визначає калібрувальну інваріантність КЕД?

Калібрування Лоренца (∂_μ A^μ = 0)

Калібрування Ґольмгольца

Яка калібрувальна умова приводить хвильове рівняння для чотири-потенціалу A^μ у формі □A^μ = e ψ̄ γ^μ ψ?

Матриця, що описує симетрію простору

Оператор, що дає перехідні амплітуди між початковими і кінцевими станами

Матриця, пов’язана з масами частинок

Матриця, що описує поляризаційні властивості фотонів

Що таке S-матриця в контексті КЕД?

Ряд Дайсона (ряд теорії збурень)

Як називається розклад оператора еволюції за малим параметром у КЕД?

Вони служать лише художнім зображенням без числового значення

Вони задають систематичний спосіб обчислення амплітуд із правилами

Вони автоматично дають числові значення амплітуд без обчислень

Вони замінюють лагранжіан у формалізмі

Яка роль діаграм Фейнмана при обчисленні елементів S-матриці?

Додавання одного фіксованого числа

Інтегрування по внутрішнім імпульсам, наприклад ∫ d^4p/(2π)^4

Обмеження імпульсу зовнішніми умовами

Повна відсутність математичних операцій

Яка операція пов’язана з кожною внутрішньою замкненою петлею у діаграмі Фейнмана?

Отримують лише нульові значення

Поява розбіжних (нескінченних) інтегралів

Неможливість зобразити діаграми

Порушення енергозбереження

Яка проблема виникає при обчисленні вкладень вищих порядків у ряді теорії збурень КЕД?

Процедура усунення фізичних величин з теорії

Техніка, що дозволяє перетворити розбіжні результати в скінченні за рахунок введення та підкоригування констант

Остаточне відкидання всіх петлевих діаграм

Метод чисельного інтегрування тривимірних інтегралів

Що таке перенормування в контексті квантової теорії поля?

Тільки якщо є нескінченна кількість розбіжних діаграм теорія перенормована

Скінченність числа типів розбіжних діаграм означає, що потрібно скінченну кількість констант для перенормування — теорія перенормована

Кількість розбіжних діаграм не впливає на перенормованість

Чим більше розбіжних діаграм, тим легше перенормовувати теорію

Чому кількість розбіжних діаграм у теорії важлива для її перенормованості?

Томонага, Швінгер і Фейнман

Хто зі згаданих фізиків зіграв ключову роль у розвитку коваріантного формулювання КЕД і дістав Нобелівську премію 1965 року?

Він запропонував лише експериментальні методи

Він ввів діаграми, що полегшили обчислення амплітуд теорії збурень

Він відкинув ідею фотона як кванта поля

Він створив теорію сильних взаємодій

Який науковий внесок зробив Фейнман у методологію КЕД?

Заміна комплексних чисел стрілками, що обертаються

Геометричні точкові діаграми

Виключно рівняння в комплексній площині без ілюстрацій

Яке формальне представлення комплексних амплітуд використовував Фейнман у популярних лекціях для інтуїтивного пояснення?

Бо поляризація і спін не впливають на результати

Бо вони додають додаткові компоненти амплітуд, що впливають на результуючі ймовірності

Бо вибір поляризації визначає масу електрона

Бо поляризація усуває розбіжності інтегралів

Чому у квантовій механіці необхідно враховувати поляризацію фотонів і спін електронів у розрахунках амплітуд?

Частинки, що можуть бути безпосередньо спостережені

Внутрішні лінії діаграми, що не підкоряються зовнішнім обмеженням енергії та імпульсу

Реальні частинки у кінцевому стані

Головні фундаментальні одиниці простору

Що таке віртуальні частинки у контексті діаграм Фейнмана?

Ряд має скінченний радіус збіжності

Радіус збіжності рівний нулю, але ряд асимптотичний

Ряд точно збігається для всіх значень сталої

Ряд не існує як формальний об'єкт

Який наслідок показав Фрімен Дайсон щодо збіжності ряду КЕД за сталою взаємодії?

Зміна знаку не впливає на взаємодію

Кулонова взаємодія між однаковими зарядами стає привабливою, що робить вакуум нестійким

Позитрони і електрони аннігілюють миттєво

Енергія вакууму стає нульовою

Який аргумент призводить до висновку про нестабільність вакууму при зміні знаку сталої взаємодії на негативне?

Значення гравітаційної сталої

Аномальний магнітний момент електрона і Лембівський зсув

Швидкість розширення Всесвіту

Який приклад точних експериментальних передбачень КЕД згадується як демонстрація її успіху?

Він вважав її довершеною математично

Він не цікавився перенормуванням

Він скептично ставився, інколи називаючи її жартівливими термінами

Він довів її абсолютну строгість

Яким чином Фейнман ставився до математичного обґрунтування процедури перенормування?

Квантова хромодинаміка (КХД)

Ньютонівська механіка

Теорія відносності Ньютона

Класична електростатика

КЕД часто використовується як модель і шаблон для інших теорій квантового поля. Яка з наведених теорій є безпосереднім розширенням або наступницею в цьому сенсі?

Глешоу, Вайнберг і Салам

Які вчені незалежно показали, як об'єднати слабку та електромагнітну взаємодії в електрослабку теорію?

Математичний оператор, що позначає поляризацію фотона у формі, сумісній з дираківською нотоцією

Кількість фотонів у процесі

У виразі амплітуди для розсіяння електрона і фотона в першому порядку за збуренням, що позначає ε̸ (epsilon-slash)?

Функція, що описує ймовірність створення пари протона і нейтрона

Розв’язок відповідного хвильового або дираківського рівняння, що описує розповсюдження амплітуди від однієї точки до іншої

Стабільна квантова частинка

Експериментальний прилад для виявлення фотонів

Що таке пропагатор у квантовій теорії поля?

Яким чином у КЕД вводиться оператор взаємодії V у формалізмі операторного еволюції?

Калібрувальна група є непокомутативною

Калібрувальна група комутує, тобто є абелевою, як U(1)

Теорія має нескінченну кількість калібрувальних параметрів

Теорія не має жодної симетрії

Що означає, що теорія є абелевою калібрувальною?

Це означає, що частинки дійсно рухаються зі швидкістю більшою за c

Це вказує, що у формалізмі амплітуд всі можливі шляхи враховуються, включно таких, які не відповідають класичним уявленням

Це суперечить принципам теорії і тому відкидається

Це означає, що час не існує у квантовій теорії

Який фізичний сенс має факт, що у квантовій електродинаміці частинки можуть за формулюванням математично «перейти» між довільними точками простору-часу?

Точка, де два фотони перетинаються без участі електронів

Точка, де електрон і фотон взаємодіють — знищення одного електрона і створення іншого разом з випромінюванням або поглинанням фотона

Кінцева точка зовнішнього поля

Місце, де інтеграл розбіжний

Що таке 'вершина' у діаграмі Фейнмана для електромагнітної взаємодії?

F_{μν} = ∂_μ A_ν − ∂_ν A_μ (тензор поля)

Який математичний об'єкт у лагранжіані описує електромагнітне поле?

Діаграми показують точні фізичні траєкторії частинок у просторі

Діаграми є символічним представленням взаємодій і не відтворюють реальних траєкторій

Діаграми вказують швидкість руху частинок

Діаграми доводять, що частинки завжди рухаються по прямих

Яке твердження про діаграми Фейнмана і реальні траєкторії частинок є правильним?

Пропагатор фотона завжди має одну компоненту

P(A→B) може містити кілька (наприклад, 16) комплексних компонент через поляризації

Поляризація не впливає на пропагатор фотона

Пропагатор фотона є реальним числом без складових

Яке твердження про поляризаційні компоненти пропагатора фотона згадується в загальному вигляді?

e (електричний заряд/константа взаємодії)

Яка фізична величина у лагранжіані визначається як константа взаємодії і пов'язана із зарядом біспінорного поля?

Оператор P (просторове впорядкування)

Оператор H (гамільтоніан)

Оператор L (лагранжіан)

Який математичний оператор, згаданий у формулі для оператора еволюції, визначає впорядкування за часом?

Повна відсутність розбіжностей у всіх теоріях

Висока точність розрахунків аномального магнітного моменту електрона

Передбачення маси всіх елементарних частинок

Рішуче вирішення проблеми квантової гравітації

Який фізичний результат показує, що перенормування дає практично корисні передбачення у КЕД?

Перше формулювання квантової теорії випромінювання і обчислення коефіцієнтів спонтанної емісії

Розробка електрослабкої теорії

Який приклад історичного внеску в ранній розвиток квантової теорії взаємодії випромінювання і матерії належить Полю Діраку?

Що обчислення вищих порядків завжди дають нескінченні результати і ніяких рішень немає

Що обчислення були достовірні лише для першого порядку, а вищі порядки давали проблеми розбіжностей

Що теорія збурень не застосовна до фізики

Що електрони не взаємодіють з фотонами

Які наслідки виявили Bloch, Nordsieck і Weisskopf у дослідженнях ранніх порядків теорії збурень?

Він довів неможливість перенормування

Він здійснив перше нерелятивістське обчислення Лембівського зсуву, яке підказало ідею додавання безмежностей до параметрів

Він запровадив теорію струн

Він винайшов спектроскопію

Яку роль відіграв Ганс Бете у вирішенні проблем перенормування у середовищі 1940-х років?

Питання 2 з 81