Feldquanten

Feldquanten sind die Quanten der Felder in der Quantenfeldtheorie. Sie entstehen, wenn klassische Felder quantisiert werden und als diskrete Anregungen des Feldes beschrieben werden. Jedes Feld besitzt eigene Quanten mit charakteristischen Eigenschaften wie Masse, Spin und dem zugehörigen Statistiktyp.

Felder können bosonisch oder fermionisch sein. Die Quanten bosonischer Felder sind Bosonen, die Quanten fermionischer Felder Fermionen. Typische Beispiele sind Photonen, Gluonen und die W- bzw. Z-Bosonen; Elektronen, Quarks und andere Fermionen gehören zu den Quanten der fermionischen Felder. Quanten werden durch Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren beschrieben, tragen Energie und Impuls und gehorchen den passenden Statistikgesetzen.

Quanten vermitteln Wechselwirkungen: Der Austausch von Feldquanten ermöglicht Kräfte zwischen Teilchen. Reale Feldquanten können detektiert werden; virtuelle Quanten erscheinen in inneren Linien von Prozessen. Das Vakuum einer Quantenfeldtheorie ist kein leerer Raum, sondern erfüllt von Felderfluktuationen.

In Festkörpern treten ähnliche Phänomene auf, etwa Phononen als Quanten der Gitterschwingungen, die viele Eigenschaften von Quantenfeldern unmittelbar sichtbar machen.