Квантование свободного электромагнитного поля и фотона

Лекция посвящена квантованию свободного электромагнитного поля и введению понятия фотона. Рассматривается идея «зеркального ящика» для дискретизации поля, а затем разложение поля на систему гармонических осцилляторов, квантование которых приводит к операторам рождения и уничтожения фотонов. Вводится пространство Фока. Обсуждаются уравнения Максвелла и их запись через векторный и скалярный потенциалы, оператор д’Аламбера и кулоновская калибровка. Отмечается, что свет имеет четыре поляризации (две поперечные, продольная и скалярная), однако физические фотоны соответствуют только поперечным, тогда как продольные и скалярные фотоны рождаются парами и не влияют на энергию, оставаясь ненаблюдаемыми. В заключение подчёркивается, что современная квантовая электродинамика полна математических тонкостей. Лектор Александр Сергеевич Чирцов