Краткое описание основ реальности - квантовых полей.

Из точки зрения, сформировавшейся в результате биологической эволюции, мир - это маленькие частицы, объединяющиеся в более сложные структуры (от атомов и молекул химических соединений до структур, видимых невооруженным глазом, а также мегаструктур, таких как планеты и звезды). Однако при изучении этого микромира точка зрения постепенно ломается, и у нас возникает все большая проблема с определением, является ли материя частицами или волнами. Большую часть того, с чем человек сталкивается, можно свести к протонам, электронам, нейтронам и фотонам (причем протоны и нейтроны имеют сложную структуру, о чем будет сказано позже). Таким образом, то, с чем мы сталкиваемся (обычно), мы смогли свести к 4 элементам. Наши предки (из XIX века) не знали об этом. Для них мир состоял из нескольких десятков видов атомов (в зависимости от того, как далеко мы вернемся в историю, этот образ, конечно, менялся). Наши предки почти ничего не понимали из того, с чем они сталкивались. Мы находимся в другой ситуации. На самом деле, мы не понимаем только темную материю и темную энергию, которые, в принципе, не играют непосредственную роль в нашей жизни - их роль проявляется только на галактических и космических масштабах. Протоны и нейтроны оказались иметь внутреннюю структуру в виде верхних и нижних кварков, расположенных в "супе" глюонов. Это все равно упрощенное представление (последние симуляции с использованием ИИ и всех результатов экспериментов, которые сделала человечество, подсказывают, что протон состоит также из привлекательного кварка), но мы продолжаем идти вперед. Пришло время отказаться от частицного подхода и перейти к волнам - или, вернее, к квантовым полям. Волна является промежуточным взглядом между частицами и квантовыми полями. Частицы, структуры которых мы не могли исследовать, несмотря на множество экспериментов, считаются фундаментальными элементарными частицами. Это: бозоны, так называемые частицы взаимодействия (такие как фотоны, глюоны и другие бозоны), кварки, являющиеся составляющими массы материи (которые образуют протон и нейтрон), лептоны, дополняющие материю малой частью массы (такие как электрон и нейтрино). У всех этих частиц есть свои античастицы. Существование античастиц прекрасно вписывается в квантовую теорию поля (QFT). Если мы можем наблюдать соответствующее возбуждение поля как частицу, то противоположное возбуждение будет античастицей. Частицы в QFT - это всего лишь результат взаимодействия изучаемого квантового поля с квантовым полем, которое мы используем как измерительный инструмент. Если мы направим одно квантовое поле (в виде частицы, например, электрона или фотона) к другому квантовому полю (изучаемому), то результатом взаимодействия будет указание некоторого свойства изучаемого квантового поля. Однако также может произойти так, что мы не получим никакого результата. Если повторить данное измерение много раз, мы можем определить статистические свойства изучаемого поля, такие как вероятность взаимодействия, которую мы называем вероятностью существования частицы в данном месте. Всегда это взаимодействие двух или более полей. В этом смысле частицы не существуют. Существуют только квантовые поля. Реальность в свете QFT не имеет материального характера. Этот материальный повседневный характер, который мы замечаем, появляется только тогда, когда в игру вступает такое большое количество взаимодействий, что полевой характер реальности перестает играть прямую роль. Мы не знаем точного характера квантовых полей. Сам термин "поле" происходит из такого обычного поля для земледелия. Нам только известно, что мы можем неполноценно измерять распределение значений некоторых полей в пространстве и что это отлично работает экспериментально. Некоторые результаты измерений совпадают с теорией до 15 знаков после запятой. Или, скорее, с упрощениями теории, так как в подавляющем большинстве случаев вычисления являются слишком сложными, и мы можем только достаточно точно приближать их, используя метод расчетов смешанных величин. Мы не можем получить точные аналитические решения. Обычно принимается, что существуют следующие квантовые поля: - 6 кварковых полей - 6 лептонных полей -