量子场理论(QuantumFieldTheory,QFT)是现代物理学的基础框架之一,它结合了量子力学和狭义相对论,用于描述基本粒子及其相互作用。该理论将粒子视为场的量子激发态,并通过场算符描述其行为。量子场理论的核心包括:场的量子化、相互作用项的引入以及通过微扰论或非微扰方法计算物理过程。在量子场理论中,电磁相互作用由量子电动力学(QED)描述,弱相互作用和强相互作用分别由电弱理论和量子色动力学(QCD)描述。这些理论都属于规范场论,通过局域对称性原理构建。此外,量子场理论还广泛应用于凝聚态物理,例如超导和量子霍尔效应的研究。量子场理论的数学形式复杂,涉及路径积分、费曼图、重整化等技术。它不仅成功预测了实验现象(如电子反常磁矩),也为粒子物理标准模型的建立奠定了基础。至今,量子场理论仍是高能物理和凝聚态物理研究的核心工具之一。
