یک ارائه درمورد نظریه ی میدان های کوانتومی است که برای دوره ی کارشناسی درس فیزیک هسته ای و ذرات تهیه شده است.

1. ‫های‬ ‫میدان‬ ‫نظریه‬
‫کوانتومی‬

3. ‫مطالب‬ ‫فهرست‬
•
‫میدان‬ ‫کشف‬
•
‫چیست‬ ‫میدان‬
•
‫های‬ ‫کمیت‬
‫اسکالر‬
–
‫برداری‬
–
‫اسپینور‬
•
‫نسبیت‬
•
‫کوانتوم‬
•
‫کوانتش‬
‫دوم‬ ‫مرتبه‬
•
‫های‬ ‫میدان‬ ‫نظریه‬
‫کوانتومی‬
•
‫بنیادی‬ ‫ذرات‬ ‫استاندارد‬ ‫مدل‬
•
‫طبیعت‬ ‫بنیادی‬ ‫های‬ ‫نیرو‬
•
‫نظریه‬
‫الکترو‬
‫ضعیف‬
•
‫نظریع‬
‫بزرگ‬ ‫وحدت‬
•
‫ها‬ ‫دهنده‬ ‫شتاب‬
•
‫چیز‬ ‫همه‬ ‫نظریه‬

4. •
‫فارادی‬
:
‫فیزیک‬ ‫های‬ ‫ایده‬ ‫ترین‬ ‫انقالبی‬ ‫از‬ ‫یکی‬
‫مغناطیسی‬ ‫و‬ ‫الکتریکی‬ ‫های‬ ‫میدان‬ ‫روی‬ ‫مطالعه‬
‫می‬ ‫اتفاقی‬ ‫چه‬ ‫ربا‬ ‫آهن‬ ‫نام‬ ‫هم‬ ‫های‬ ‫قطب‬ ‫کردن‬ ‫نزدیک‬ ‫با‬
‫افته‬
‫؟‬
‫میگذارند‬ ‫تاثیر‬ ‫هم‬ ‫روی‬ ‫دور‬ ‫اجسام‬ ‫میدان‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬
!
‫میدان‬ ‫کشف‬
‫میدان‬
۱

5. ‫؟‬ ‫چیه‬ ‫میدان‬
•
‫تانسور‬
‫ها‬
:
‫چند‬ ‫یا‬ ‫یک‬ ‫توسط‬ ‫که‬ ‫فضا‬ ‫از‬ ‫ای‬ ‫نقطه‬
، ‫هست‬ ‫اون‬ ‫مرتبه‬ ‫بیانگر‬ ‫که‬ ‫شاخص‬
‫میشه‬ ‫توصیف‬
!
‫کلی‬ ‫طور‬ ‫به‬
‫تانسوری‬
‫با‬
‫مرتبه‬
n
‫فضای‬ ‫در‬
m
، ‫بعدی‬
n
‫و‬ ‫شاخص‬
m^n
‫مولفه‬
‫دارند‬
.
•
‫تانسور‬
‫شاخص‬ ‫بدون‬ ‫های‬
(
‫اسکالرها‬
)
•
‫ها‬ ‫بردار‬
(
‫شاخص‬ ‫یک‬
)
•
‫اسپینور‬
‫ها‬
‫کمیت‬ ‫ها‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫میشه‬ ‫اطالق‬ ‫کمیت‬ ‫به‬ ‫میدان‬ ‫فیزیک‬ ‫در‬
‫فضا‬ ‫نقاط‬ ‫از‬ ‫یک‬ ‫هر‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫فیزیکی‬
-
‫باشیم‬ ‫داده‬ ‫نسبت‬ ‫زمان‬
۲

6. ‫تصویر‬ ‫این‬ ‫در‬
‫اسپینور‬
‫برداری‬ ‫صورت‬ ‫به‬
‫نوار‬ ‫طول‬ ‫در‬
‫موبیوس‬
‫کشیده‬ ‫تصویر‬ ‫به‬
‫است‬‫شده‬
.
،‫است‬ ‫مشخص‬ ‫که‬ ‫همانگونه‬
‫دایره‬ ‫که‬ ‫هنگامی‬
(
‫همان‬ ‫یا‬
«
‫سامانه‬
‫فیزیکی‬
»
)
‫طور‬‫به‬
‫کامل‬ ‫دور‬ ‫پیوسته‬
°۳۶۰
‫انجام‬
‫دهد‬‫می‬
‫عالمت‬ ،
‫اسپینور‬
‫معکوس‬
‫گردد‬‫می‬
.
۳

7. ‫ها‬ ‫میدان‬
•
‫میکنن‬ ‫اشغال‬ ‫فضا‬
•
‫دارن‬ ‫انرژی‬
•
‫از‬ ‫مانع‬ ‫آنها‬ ‫حضور‬ ‫و‬
‫وجود‬
‫خأل‬
‫کامل‬
‫میشه‬
!
•
‫ها‬ ‫حالت‬ ‫از‬ ‫بعضی‬ ‫در‬
‫که‬ ‫موضوع‬ ‫این‬ ‫فرض‬
‫تکانه‬ ‫حامل‬ ‫ها‬ ‫میدان‬
‫ت‬ ‫و‬ ‫مفید‬ ‫بسیار‬ ‫هستند‬
‫ا‬
‫هست‬ ‫ناپذیر‬ ‫اجتناب‬ ‫حدی‬
.
۴

8. ‫فیزیک‬
:
‫طبیعت‬ ‫بر‬ ‫حاکم‬ ‫ریاضیات‬
۵

9. ‫مکانیک‬
‫کوانتومی‬
•
‫اتساع‬
‫زمان‬
•
‫طول‬ ‫انقباض‬
‫نسبیت‬
‫دو‬
‫ی‬‫نظریه‬
‫فیزیک‬ ‫در‬ ‫مهم‬
‫حاکم‬ ‫احتمال‬
‫مطلق‬
‫زیر‬ ‫فضای‬ ‫در‬
‫اتمی‬
(
‫مقیاس‬ ‫در‬ ‫جایی‬
‫ثابت‬
‫پالنک‬
)
👑
۶

10. ‫انرژی‬ ‫بودن‬ ‫گسسته‬
‫میدان‬ ‫بودن‬ ‫پیوسته‬
‫فارادی‬
?
!
۷

11. ‫مکانیک‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫کوانتومی‬
۸

12. ‫معادله‬
‫دیراک‬
‫نسبیت‬
+
‫کوانتوم‬
۹
‫بندی‬ ‫فرمول‬
‫کوانتومی‬
‫پروتون‬ ‫حول‬ ‫الکتریکی‬ ‫میدان‬
←
‫کوانتش‬
‫دوم‬ ‫مرتبه‬

13. ۱۰

14. ‫کوانتش‬
‫دوم‬ ‫مرتبه‬
‫کوانتیده‬
‫میدان‬ ‫کردن‬
‫مفهوم‬
‫کوانتیده‬
‫بین‬ ‫یعنی‬ ‫کردن‬
‫عملگرهامون‬
‫رابطه‬
‫باشه‬ ‫برقرار‬ ‫جابجایی‬
‫در‬
‫کوانتش‬
‫نظر‬ ‫در‬ ‫هم‬ ‫رو‬ ‫نسبیت‬ ‫ما‬ ‫دوم‬ ‫مرتبه‬
‫تحت‬ ‫سیستم‬ ‫یعنی‬ ‫میگیریم‬
‫تبدیالت‬
‫لورنتس‬
‫ناور‬
‫دا‬
‫باشه‬
‫کنند‬ ‫تغییر‬ ‫ما‬ ‫متغیرهای‬ ‫که‬ ‫میشه‬ ‫موجب‬ ‫این‬
۱۱
X & P → &
∅ Π

15. •
‫ز‬ ‫ذرات‬ ‫تمام‬ ‫میتوانیم‬ ‫جدید‬ ‫فیزیک‬ ‫در‬
‫یر‬
‫تصور‬ ‫میدان‬ ‫یک‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫اتمی‬
‫کنیم‬
(
‫ذراتی‬
‫ارتعاشات‬ ‫میبینیم‬ ‫که‬
‫هستند‬ ‫میدان‬ ‫شده‬ ‫متمرکز‬
)
•
‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫میدان‬ ‫جا‬ ‫همه‬
•
‫هم‬ ‫با‬ ‫ها‬ ‫میدان‬
‫برهمکنش‬
‫دارن‬
‫این‬ ‫عمومی‬ ‫حقایق‬
‫نظریه‬
۱۲

16. ‫بنیادی‬ ‫ذرات‬ ‫استاندارد‬ ‫مدل‬
۱۳

17. ۱۴

18. ‫طبیعت‬ ‫بنیادی‬ ‫نیروی‬ ‫چهار‬
۱۵

19. ‫نظریه‬
‫الکتروضعیف‬
‫انرژی‬ ‫در‬
‫هایی‬
‫با‬
‫ی‬‫گستره‬
۱۰۰
‫گیگا‬
‫نیرو‬ ‫ولت‬ ‫الکترون‬
‫های‬
‫الکترو‬
‫مغناطیس‬
‫ای‬ ‫هسته‬ ‫نیروی‬ ‫و‬
‫یکی‬ ‫ضعیف‬
‫میشن‬
‫نوبل‬
۱۹۷۹
:
‫برای‬
‫عبدالسالم‬
،
‫شلدون‬
‫گالشو‬
،
‫استیون‬
‫واینبرگ‬
۱۶

20. ‫بزرگ‬ ‫وحدت‬ ‫نظریه‬
(
GUT
)
‫معادله‬ ‫از‬ ‫میدان‬ ‫دوازده‬ ‫هر‬ ‫های‬ ‫معادله‬
‫دیراک‬
‫میکنند‬ ‫پیروی‬
.
‫رو‬ ‫احتمال‬ ‫این‬ ‫خاطر‬ ‫همین‬ ‫به‬
‫میدن‬
‫میدان‬ ‫این‬ ‫که‬
‫و‬ ‫ندارن‬ ‫تفاوتی‬ ‫هم‬ ‫با‬ ‫ها‬
‫تفاوتشون‬
‫زاویه‬ ‫از‬ ‫نگاه‬
‫هست‬ ‫متفاوت‬ ‫دید‬
‫های‬ ‫انرژی‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫میکند‬ ‫بینی‬ ‫پیش‬ ‫نظریه‬ ‫این‬
‫های‬ ‫نیرو‬ ‫باال‬ ‫بسیار‬
‫الکترو‬
‫مغناطیس‬
‫ای‬ ‫هسته‬ ‫و‬
‫واحد‬ ‫نیروی‬ ‫میدان‬ ‫یک‬ ‫قوی‬ ‫ای‬ ‫هسته‬ ‫و‬ ‫ضعیف‬
‫بودند‬
‫که‬ ‫هستن‬ ‫کسانی‬ ‫بزرگ‬ ‫وحدت‬ ‫نظریه‬ ‫از‬ ‫فراتر‬ ‫حتی‬
‫متحد‬ ‫هم‬ ‫گرانش‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫بنیادی‬ ‫نیروی‬ ‫سه‬ ‫میشه‬ ‫میگن‬
‫نظریه‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫کنیم‬
‫چیز‬ ‫همه‬
‫برسیم‬
.
‫نظریه‬ ‫چیز‬ ‫همه‬ ‫نظریه‬ ‫های‬ ‫کاندیدا‬ ‫از‬
‫ریسمان‬
۱۷

21. •
‫را‬ ‫قوی‬ ‫ای‬ ‫هسته‬ ‫نیروی‬ ‫از‬ ‫عجیب‬ ‫خاصیت‬ ‫ذرات‬ ‫عظیم‬ ‫های‬ ‫دهنده‬ ‫شتاب‬ ‫امروز‬
‫زی‬ ‫خیلی‬ ‫دماهای‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫دهند‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫ما‬ ‫به‬ ‫ها‬ ‫دستگاه‬ ‫این‬ ‫گذارد‬ ‫می‬ ‫نمایش‬ ‫به‬
‫اد‬
‫نیروی‬ ‫قدرت‬
‫ای‬‫هسته‬
‫کم‬
‫شود‬‫می‬
‫تقید‬ ‫رفتن‬ ‫بین‬ ‫از‬ ‫باعث‬ ‫امر‬ ‫این‬ ‫و‬
‫کوا‬
‫رک‬
‫و‬ ‫ها‬
‫گلوئن‬
‫ها‬
‫شود‬‫می‬
‫به‬ ‫را‬ ‫آنها‬ ‫و‬
‫ذراتی‬
‫کنند‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬ ‫آزاد‬
.
•
‫ک‬ ‫رفتار‬ ‫باال‬ ‫بسیار‬ ‫دماهای‬ ‫در‬ ‫الکتریسیته‬ ‫نیروی‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫حالی‬ ‫در‬ ‫این‬
‫امال‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫افزوده‬ ‫قدرتش‬ ‫بر‬ ‫و‬ ‫دارد‬ ‫معکوس‬
•
‫هم‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫نیرو‬ ‫دو‬ ‫این‬ ‫باال‬ ‫خیلی‬ ‫دماهای‬ ‫در‬ ‫بتوانیم‬ ‫که‬ ‫هست‬ ‫این‬ ‫ما‬ ‫هدف‬
‫هم‬
‫ار‬
‫ز‬
‫کنیم‬ ‫پیدا‬ ‫دست‬ ‫بزرگ‬ ‫وحدت‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫کنیم‬
•
‫نش‬ ‫شامل‬ ‫را‬ ‫گرانش‬ ‫میدان‬ ‫هنوز‬ ‫چون‬ ‫نیست‬ ‫فراگیر‬ ‫کامال‬ ‫نظریه‬ ‫این‬ ‫البته‬
‫است‬ ‫ده‬
‫ها‬ ‫دهنده‬ ‫شتاب‬

22. ‫نظریه‬
‫گات‬
‫بیان‬
‫کند‬‫می‬
‫دمای‬ ‫کاهش‬ ‫چهارگانه‬ ‫نیروهای‬ ‫شدن‬ ‫جدا‬ ‫عامل‬ ‫که‬
‫نیروها‬ ‫اتحاد‬ ‫به‬ ‫بره‬ ‫باالتر‬ ‫انرژی‬ ‫و‬ ‫تر‬ ‫زیاد‬ ‫دما‬ ‫هرچه‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫علم‬
‫شویم‬ ‫می‬ ‫نزدیکتر‬
‫و‬ ‫ها‬ ‫الکترون‬ ‫مثل‬ ‫متفاوتی‬ ‫ذرات‬ ‫باال‬ ‫دمای‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫شدن‬ ‫نزدیکتر‬ ‫با‬
‫کوارک‬
‫که‬ ‫ها‬
‫اسپین‬
½
‫شوند‬ ‫می‬ ‫تر‬ ‫همسان‬ ‫دارند‬
.
‫این‬ ‫حداقل‬ ‫اما‬ ‫نیست‬ ‫روشن‬ ‫درستی‬ ‫به‬ ‫اتحاد‬ ‫برای‬ ‫الزم‬ ‫انرژی‬ ‫مقدار‬
‫میلیارد‬ ‫هزار‬ ‫با‬ ‫باید‬ ‫انرژی‬
‫میلیارد‬
‫دستگاه‬ ‫باشد‬ ‫برابر‬ ‫ولت‬ ‫الکترون‬
‫دهنده‬‫شتاب‬
‫الکترون‬ ‫میلیارد‬ ‫یک‬ ‫حدود‬ ‫انرژی‬ ‫با‬ ‫ذرات‬ ‫تواند‬ ‫می‬ ‫امروزی‬
‫وحدت‬ ‫ما‬ ‫برای‬ ‫که‬ ‫انرژی‬ ‫به‬ ‫رسیدن‬ ‫اما‬ ‫کنند‬ ‫ایجاد‬ ‫ذرات‬ ‫تصادف‬ ‫در‬ ‫ولت‬
‫نیست‬ ‫میسر‬ ‫حاضر‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫کند‬ ‫ایجاد‬ ‫ها‬ ‫آزمایشگاه‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫ها‬ ‫میدان‬
.

23. ‫منابع‬
• Quantum field theory
• John Archibald Wheeler (1998). Geons, Black li Holes, and Quantum
Foam: A Life in Physics. .London: Norton. p.
• Richard P. Feynman (1963). Feynman's Lectures [x] .on Physics, Volume 1.
Caltech. pp. 2-4
• Parker, B 1993
,
‘ Overcoming some of the problems ’
.pp ,
259
-
279
• https://www.wikipedia.org/
• https://faradars.org/
• https://bigbangpage.com/

24. ‫و‬ ‫توجه‬ ‫از‬ ‫ممنون‬
‫همراهیتون‬
🌹