Buena pregunta. Intentaré responder pegando extractos que aparecen (en secuencia, pero en diferentes capítulos) a lo largo de mi libro, que toma un enfoque histórico de la teoría cuántica de campos (ver quantum-field-theory.net) .:
“El concepto de campo fue introducido en la física en 1845 por Michael Faraday como explicación de las fuerzas eléctricas y magnéticas. Su experimento con limaduras de hierro que se alinean en la región alrededor de un imán es realizado hoy por cada estudiante de física (Fig. 1-1).
“Inspirado por las ideas de Faraday y poseyendo la habilidad matemática que le faltaba, Maxwell desarrolló la primera teoría de campo en física. Tomó las leyes que se habían descubierto sobre la electricidad y el magnetismo hasta ese momento y las convirtió en una forma de campo, incluso introdujo una nueva ley propia. [1] El resultado fue una unificación de todas las leyes eléctricas y magnéticas en un conjunto de cuatro ecuaciones de campo que se presentaron a la Royal Society en 1864, y ahora se conocen como las ecuaciones de Maxwell.
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“Planck se dio cuenta de que su ecuación tendría sentido si la energía de la radiación EM, en lugar de variar continuamente, se emitiera en cantidades discretas o“ pedazos ”de energía. Llamó a estos trozos quanta ( cuántico singular) de la palabra latina que significa (aproximadamente) “mucho”.
“La visión de Einstein del cuanto cuántico EM no era la misma que la de Planck. Einstein consideró que si un átomo único emite un cuanto de luz en un lugar y luego es absorbido por un solo átomo en otro lugar, seguramente debe limitarse a una pequeña región del espacio durante su viaje. Es decir, debe ser una partícula, como el gran Newton había creído unos dos siglos antes. Esta fue la primera ronda en la batalla en curso entre campos y partículas.
” Campos vs. Partículas (Ronda 2) . Dirac y Schrödinger compartieron el Premio Nobel de física de 1933, pero sus puntos de vista sobre la ecuación que habían engendrado conjuntamente eran bastante diferentes. Dirac creía que los electrones son partículas y su ecuación era una herramienta matemática para calcular la probabilidad de encontrar una partícula en un punto dado … El resultado de esta segunda batalla fue otra victoria para las partículas y una derrota para los campos.
” Campos vs. Partículas (Ronda 3) . Por tercera vez en la historia de la física hubo una batalla trascendental entre partículas y campos, y por tercera vez las partículas ganaron … en 1948, el enfoque de Feynman para la renormalización basada en partículas ganó los campos de Schwinger, en gran parte porque sus diagramas demostraron ser más fáciles de entender. trabajar con las ecuaciones de campo de Schwinger.
“. Schwinger … no estaba completamente feliz con la situación, pero no fue por renormalización. Lo que molestó a Schwinger fue que la teoría de los campos cuánticos todavía no incluía campos de fuerza y campos de materia en igualdad de condiciones. Esto lo llevó a su tercer y último viaje “arriba de la montaña”.
“ La teoría de campo cuántico debe tratar con campos [de fuerza] y [materia] en una base totalmente equivalente … Aquí estaba mi desafío. – J. Schwinger ( B1983, pág. 343-345 ) [1]
“El resultado fueron cinco artículos publicados a principios de la década de 1950 titulados” La teoría de los campos cuantizados “en los que los campos de materia y fuerza se trataron en igualdad de condiciones. Schwinger creía que este logro era mucho más importante que el trabajo de renormalización por el cual él (y Feynman y Tomanaga) recibieron el Premio Nobel. Sin embargo, este trabajo rara vez se cita “.
“[1] Irónicamente, esta cuenta de cómo se perfeccionó la teoría del campo cuántico se publicó en una colección titulada” El nacimiento de la física de partículas “.
