规范场

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  规范场(gauge field),与物理规律的定域规范变换不变性相联系的物质场。在力学中重力场内的物体所受的重力是确定的,而物体的势能因势能零点的选取不同而不同,势能缺乏唯一性;同样在电磁学中,电磁场电场强度E和磁感应强度B描述,而采用标势φ和矢势A描述电磁场也缺乏唯一性。尽管存在这样的不唯一性,要求电磁场还需满足规范变换。电磁规律在规范变换下保持形式不变。

  量子力学的发展赋予规范变换新的含义。在量子力学中波函数本身不是一个可观测量 ,只有波函数的模方|ψ|2表示粒子出现的概率,这意味着波函数允许乘以一个相因子eiγ(x,y,Z,t) ,或者说波函数允许作一相位变换 。当相因子与时空坐标有关时,为了保持量子力学方程具有不变性,要求引入适当的场量,此场量的变换正是规范变换。因此在量子力学中规范变换就是相当于相位变换。由于相位变换是随时空而变的,规范变换称为定域规范变换。相应的场称为规范场。