Teoría cuántica de campos

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Título original:

Quantum Field Theory

Contenido del libro:

La materia de nuestro universo está compuesta por electrones y quarks. La dinámica de electrones y quarks se describe mediante el Modelo Estándar de la física de partículas, que se basa en las teorías cuánticas de campos.

En este libro se describe el marco general de las teorías cuánticas de campos. Tras la mecánica clásica y la mecánica relativista, se discuten los detalles de los campos escalares clásicos, de la electrodinámica y de la mecánica cuántica. A continuación se describe la cuantización de los campos escalares, de los campos espinor y de los campos vectoriales.

Las interacciones básicas se describen mediante teorías gauge.

Estas teorías se discuten en detalle, en particular las teorías gauge de la electrodinámica cuántica (QED) y de la cromodinámica cuántica (QCD), basadas en el grupo gauge SU(3). En ambas teorías los bosones gauge, el fotón y los gluones, no tienen masa.

La teoría gauge de las interacciones electrodébiles, basada en el grupo gauge SU(2) x U(1), describe tanto las interacciones electromagnéticas como las débiles. La fuerza débil se genera por el intercambio de bosones débiles. Éstos tienen una gran masa, y se cree que estas masas se generan por una ruptura espontánea de la simetría gauge.

Es posible que las interacciones fuerte y electrodébil se unifiquen a energías muy elevadas ("Gran Unificación"). Los grupos gauge SU(3) y SU(2) x U(1) deben ser subgrupos de un gran grupo gauge, que describa la Gran Unificación. Se discuten dos de estas teorías, basadas en los grupos gauge SU(5) y SO(10).