kwantowanie

kwantowanie

[łac.],

kwantyzacja,

fiz. przejście od praw fizyki klas. do odpowiednich praw teorii kwantowej; polega na przyporządkowaniu wielkościom fiz., charakteryzującym stan układu (np. pęd, energia czy moment pędu), odpowiadających im operatorów, spełniających określone warunki (operatory w mechanice kwantowej);

k. prowadzi do tego, że niektóre wielkości fiz. opisujące stan atomu lub cząstki, np. energia i pęd, w pewnych warunkach mogą przyjmować tylko ściśle określone dyskretne wartości; o wielkościach takich mówi się, że są skwantowane (np. poziomy energ. atomu). Opisana procedura będąca przejściem od mechaniki klas. (w której zakłada się, że wielkości fiz., takie jak energia czy pęd mogą przyjmować dowolne wartości) do kwantowej (w której te wartości są zazwyczaj dyskretne) nosi nazwę pierwszego kwantowania. Formalizm mechaniki kwantowej nie pozwala na opisanie procesów, podczas których nie jest zachowana liczba cząstek biorących udział w procesie; dopiero zastosowanie relatywistycznej kwantowej teorii pola pozwala na poprawny opis procesów, w których powstają (są kreowane) bądź znikają (są anihilowane) cząstki elementarne. W kwantowej teorii pola zakłada się, że każdej cząstce elementarnej odpowiada pewne pole, np. pole elektromagnetyczne opisuje stan i oddziaływania fotonów. Proces konstrukcji kwantowej teorii pola z klas., relatywistycznej (tj. zgodnej ze szczególną teorią względności) teorii pola nazywa się drugim kwantowaniem; polega ono na wprowadzeniu operatorów spełniających właściwe związki komutacyjne (komutator), mówi się wówczas o kanonicznym k. klasycznej teorii pola. Inna technika drugiej kwantyzacji (zaproponowana przez R. Feynmana) nosi nazwę k. metodą całek po trajektoriach i jest szczególnie pomocna w procesie konstrukcji rachunku zaburzeń w kwantowych nieabelowych teoriach pola z symetrią cechowania, np. w Modelu Standardowym, będącym kwantową teorią pola opisującą oddziaływania elektrosłabe i silne. Technika k. metodą całek po trajektoriach pozwala również na przeprowadzenie pierwszego k. w przypadku prostych zagadnień, takich jak zagadnienie cząstki swobodnej lub oscylatora harmonicznego.