0有用+1已投票
本詞條由“科普中國”科學百科詞條編撰與應(yīng)用工作項目初審。
量子化，是一種從精典場論建構(gòu)出量子場論的程序。使用這程序，經(jīng)常可以直接地將精典熱學里的理論量身打?qū)е聧湫碌牧孔訜釋W理論。化學學家所提到的場量子化，指的就是電磁場的量子化。在這兒，她們會將光子分類為一種場量子（比如，尊稱光子為光量子）。對于粒子化學學，原子核化學學，固體化學學和量子光學等等學術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的理論，量子化是它們的基礎(chǔ)程序。
在精典數(shù)學學中，對體系化學量變化的最小值沒有限制，它們可以任意連續(xù)變化。但在量子熱學中，數(shù)學量只能以確定的大小一份一份地進行變化，具體有多大要隨體系所處的狀態(tài)而定。這些化學量只能采取個別分離數(shù)值的特點叫作量子化。
英文名
量子化
外文名
發(fā)覺者
普朗克
目錄
1234???
量子化說明播報
變化的最小份額稱為量子。諸如量子物理什么時候?qū)W，頻度為υ的諧振子，其能量不是連續(xù)變化，而是只能以hυ的整數(shù)倍變化，欲使其能量改變hυ的幾分之幾是不可能的。微粒的角動量也是量子化的，其固有量子是h/2π。量子化是微觀體系基本的運動規(guī)律之一，它與精典熱學是不相容的。
flash電影是由許多時間幀構(gòu)成的，每隔0.0幾秒，就換一張圖片，而不是連續(xù)不斷的。每張圖片，就是構(gòu)成一段錄象的“量子”，是不可分割的。這似乎就是一種量子化。
量子化發(fā)覺播報
開爾文在世紀之初提及了數(shù)學學里的兩朵“小烏云”。其中第一朵是指邁克爾遜-莫雷實驗令人驚奇的結(jié)果，第二朵則是人們在宋體幅射的研究中所遇見的困局。
普朗克對宋體幅射展開了研究。普朗克總是盡可能企圖在麥克斯韋電磁理論內(nèi)部解決問題，而不是顛覆這個理論以求得突破。但最后，他不得不假設(shè)：能量的傳遞不是連續(xù)的，而是以一個一個的能量單位傳遞的。這些最小能量單位被叫做能量子（簡稱量子）。
量子化光電效應(yīng)播報
愛因斯坦按照光電效應(yīng)推算，光能也不是連續(xù)的。對光的量子化就是覺得光是以一個一個微小單位的方式存在和傳播的。被稱為光量子（簡稱光子）。單個光子攜帶的能量和光頻度成反比。比列系數(shù)是普朗克常數(shù)。普朗克常數(shù)的值約為：6.×10-34J·s。n個量子總能量就再除以n.
玻爾為解釋盧瑟福實驗，對電子能量作了量子化假定。最簡單的一條就是電子能量只能是個別固定的值。
以上兩個是初期量子論中的量子化。特點是不連續(xù)，只能以基本單位傳遞。
在現(xiàn)代量子理論中，人們發(fā)覺光粒子的波粒二象性，任何物體都有波動性和粒子性。并且任何物體的位置和速率都不可能同時被確切的檢測。只能用機率來描述。在現(xiàn)代量子論中，用波粒二象性和機率波處理微觀問題就是量子化。
量子化的發(fā)覺，為后來海森堡測不準原理、量子熱學的崛起奠定了基礎(chǔ)。
量子化方式播報
量子化方式將精典場論中轉(zhuǎn)換成量子算符，專門作用于量子場論的量子態(tài)。能量階層級最低的量子態(tài)稱為真空態(tài)(state)。這真空態(tài)可能會很復雜。將一個精典理論量子化的緣由，主要是借著機率福來剖析與了解物質(zhì)、物體或粒子的屬性。這估算會牽連到個別微妙的問題，稱為重整化。如果，我們忽視了重整化，這會引導出不正確的結(jié)果，像無窮大數(shù)值的出現(xiàn)于機率幅的估算結(jié)果。一個量子化程序的完整設(shè)定必須給出一套重整化的技巧。[1]
量子化正則量子化
場論的正則量子化類比于從精典熱學的衍生出量子熱學。將精典場視為動力學變數(shù)，稱為正則座標，其共軛是正則動量。這兩個變數(shù)的交換子，與量子熱學內(nèi)粒子的位置和動量的對易關(guān)系，類似相同。從這種算符，可以求得形成及湮滅算符。這兩種算符，稱為階梯算符，都是作用于量子態(tài)的場算符，有共同的本征態(tài)。經(jīng)過一番運算，可以得到最低基態(tài)的本征態(tài)，稱為真空態(tài)。再稍加運算，就可得到其它的本征態(tài)和伴隨的基態(tài)。整個程序又稱為二次量子化。[2]
正則量子化可以應(yīng)用于任何場論的量子化，不管是費米子或玻骰子，以及任何內(nèi)部對稱。并且，它推動出一個相當簡單的真空態(tài)的繪景，并不能很容易地適用于個別量子場論，像量子色動力學。在量子色熱學里，經(jīng)常會出現(xiàn)擁有好多不同冷凝液（）的復雜的真空。
對于一些比較簡單的問題，正則量子化的程序并不是很困難。而且，對于好多其它狀況，別種量子化方式比較容易得到量子答案。其實這么，在量子場論里，正則量子化是一種十分重要的技巧。[3]
量子化共變正則量子化
化學學家又發(fā)覺了一種方式來將精典系統(tǒng)正則量子化，不須要訴諸于非共變途徑，絲狀結(jié)構(gòu)時空和選擇喀什頓量。這方式構(gòu)建于精典作藥量，并且與泛函積分的解法不同。
這方式并不能應(yīng)用于所有可能的作藥量（比如，非因果構(gòu)架的作藥量量子物理什么時候?qū)W，或規(guī)范流作藥量（withgaugeflow））。從所有定義于組態(tài)空間的光滑函數(shù)的精典代數(shù)開始，將此代數(shù)商去歐拉-拉格朗日多項式生成的理想。之后，借著從作藥量導引下來的泊松代數(shù)（），稱為（），將商空間轉(zhuǎn)換為泊松代數(shù)。就像正則量子化的做法，再將約化普朗克常數(shù)
加入泊松代數(shù)，就可完成共變正則量子化的程序。
另外地，還有一種方式可以量子化規(guī)范流作藥量。這方式涉及巴塔林-維爾可維斯基代數(shù)，是BRST量子化（BRST）的延展。
量子化路徑積分量子化
應(yīng)用作藥量，取對于作藥量的泛函變分的極值為允許的組態(tài)，這樣，可以給出精典熱學理論。通過路徑積分敘述的方式，可以從系統(tǒng)的作藥量，制造出對應(yīng)于精典系統(tǒng)的量子熱學描述。
詞條冊子