StandardQuantenfeldtheorie

StandardQuantenfeldtheorie, auch als Standard QFT bezeichnet, bezeichnet den Rahmen der modernen Teilchenphysik, der Quantisierung von Feldern mit der Speziellen Relativitätstheorie verbindet. In dieser Sichtweise sind alle Teilchen Anregungen verschiedener Felder (etwa Elektronen- und Quarkfelder, Photon- oder Gluonfelder). Die Wechselwirkungen entstehen durch lokale Eichinvarianz und den Austausch von Trägern, den Gaugebosonen. Die Quantisierung erfolgt typischerweise über den Lagrange-Formalismus oder das Pfadintegral, und Berechnungen verwenden oft Perturbationstheorie und Feynman-Diagramme. Zentrale Eigenschaften sind Unitarität, Kausalität und Renormalisierbarkeit, die präzise Vorhersagen ermöglichen.

Als Gegenstand der StandardQFT dient das Standardmodell der Teilchenphysik. Es vereint Elektromagnetismus, schwache und starke Wechselwirkung in einer Eichinvarianzstruktur mit der Gauge-Gruppe SU(3) × SU(2) × U(1). Fermionenfelder umfassen Quarks und Leptonen; die Kopplungen vermitteln die Gluonen (starke Kraft), Photonen sowie die W- und Z-Bosonen (elektroschwache Kräfte). Die Higgs-Symmetriebrechung verleiht W- und Z-Bosonen sowie den Fermionen Masse.

Die Theorie ist durch Experimente gut bestätigt, insbesondere die elektroschwachen Präzisionsmessungen, die Quantenchromodynamik (QCD) und das Higgs-Phänomen. Dennoch bleibt sie unvollständig: Gravitation wird nicht in der Standard-QFT integriert, und bestimmte Phänomene wie Dunkle Materie und Dunkle Energie liegen außerhalb. Oft wird sie als effektive Feldtheorie auf bestimmten Skalen verwendet, und Erweiterungen wie Supersymmetrie, Großtheorien (GUTs) oder Quanten-Gravitation werden erforscht.