Читать онлайн «Квантовая электродинамика для радиофизиков»

Б. А. Гришанин КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРО ДИНАМИКА ДЛЯ РАДИО ФИЗИКОВ Издательство Московского университета 1981 УДК 530. 1 :621. 375. 826 V-;»v-'. -^--. -'' «r*s# *|о^паста1новленяю -издательского совета Московского университета Рецензенты: проф. В. Б. Брагинский, проф. /О. Л. Климонтович Гришанин Б. А. Квантовая электродинамика для радиофизиков. — М. : Изд-во Моск. ун-та, 1981. 126 с, 7 ил. Книга содержит краткое изложение основных математических методов и некоторых1 задач квантовой электродинамики, наиболее существенных для радиофизических приложений. Она предназначена главным образом, для студентов и аспирантов как учебное пособие, содержащее упрощенное «зложение квантовой электродинамики за счет использования предположений, естественных для радиофизики. Основное ее содержание составляет материал лекций, читавшихся автором в течение ряда лет на физическом факультете МГУ. Особенностью книги является изложение квантовой теории в форме, максимально сближающей квантовые и классические методы. Это достигается за счет использования гейзенберговских уравнений; метода упорядоченных представлений, в том числе метода Вигнера; квантового уравнения Фоккера—Планка; уравнения Ланже- вена и т. д. Г *™^т_ 123-81 1704020000 077«й)-81 ЙЯ\ Издательство Московского университета, 1981 ПРЕДИСЛОВИЕ Опыт изложения основ квантовой электродинамики студентам и аспирантам, специализирующимся в области квантовой радиофизики, показывает, что они сталкиваются с повышенными трудностями в применении существующих методов к радиофизическим задачам. При этом главные трудности связаны вовсе не с математической сложностью проблем: наоборот, в математическом отношении в радиофизике используются, как правило, самые простые модели электродинамических систем, в которых совершенно несущественны релятивистские методы описания частиц ненулевой массы и их полевые свойства, а единственным существенно релятивистским объектом является электромагнитное поле. Указанные трудности сопряжены с появлением массы вопросов логического характера при попытке применения стандартных схем расчета, неправильное истолкование которых зачастую приводит к неадекватности расчетов, выполненных на основе формальной аналогии. Это связано со спецификой радиофизических задач, с тем, что в них чаще всего представляют интерес характеристики динамических процессов, не сводящиеся к простой комбинации элементарных процессов, фигурирующих в стандартной теории возмущений. Эти процессы обычно сочетают в себе одновременно и чисто классические, и ярко выраженные квантовые черты, и потому описание их на языке теории возмущений, оперирующей с фотонами или с собственными состояниями операторов энергии других систем, весьма затруднительно и по существу -неадекватно. Для преодоления указанных трудностей, по- видимому, не требуется каких-либо принципиально новых методов по сравнению с уже существующими. Практически все соответствующие методы в той или иной форме отражены либо в учебной [1—4], либо в оригинальной литературе. 3 Сюда относится, например, метод гейзенберговских уравнений, сближающий квантовую теорию с классической и позволяющий рассматривать квантовые и классические эффекты более единообразно; метод упорядоченных представлений, в частности представления Вигнера, полностью уподобляющий описание квантовых систем классическому; метод обобщенного лиувиллиана, получивший уже достаточно большое распространение и позволяющий рассматривать стохастические квантовые подсистемы в терминах классической теории случайных процессов; метод уравнения Ланжевена и т.