Relativistische Quantenmechanik

- Welche Probleme tauchen in relativistischen Erweiterungen der Schrödinger-Theorie auf, insbesondere wenn man an der gewohnten Ein-Teilchen-Wahrscheinlichkeitsinterpretation festhält?

- Inwieweit können diese Schwierigkeiten überwunden werden?

- Worin besteht die physikalische Notwendigkeit von Quantenfeldtheorien?

Viele Bücher geben auf solch fundamentale Verständnisfragen nur unzureichend Antwort, indem sie das relativistisch-quantenmechanische Ein-Teilchenkonzept zugunsten einer möglichst frühen Einführung der Feldquantisierung relativ schnell abhandeln oder ganz weglassen.

Im Gegensatz dazu betont das vorliegende Lehrbuch gerade diesen Ein-Teilchenaspekt (relativistische Quantenmechanik ‚im engeren Sinne’), diskutiert die damit einhergehenden Probleme und motiviert somit auf physikalisch verständliche Weise die Notwendigkeit quantisierter Felder. Die ersten beiden Kapitel beschäftigen sich mit der ausführlichen Darlegung und Gegenüberstellung der Klein-Gordon- und Dirac-Theorie - immer mit Blick auf die nichtrelativistische Theorie. Im dritten Kapitel werden relativistische Streuprozesse behandelt und die Feynman-Regeln aus Propagatorverfahren heraus entwickelt. Dabei wird auch hier deutlich, warum man letztlich um eine quantenfeldtheoretische Begründung nicht herumkommt.

Dieses Lehrbuch wendet sich an alle Studierenden der Physik, die an einer übersichtlich geordneten Darstellung der relativistischen Quantenmechanik ‚im engeren Sinne’ und deren Abgrenzung zu Quantenfeldtheorien interessiert sind.

Aus den Rezensionen:

"Dieses Lehrbuch wendet sich an Studierende der Physik … Es geht damit den historisch bedeutsamen Weg der theoretischen Physik, entlang dessen im vorigen Jahrhundert die Vereinigung von quantentheoretischen und relativistischen Prinzipien in widerspruchsfreier Weise gelang. … im Niederenergiebereich (Atomphysik) war und ist diese Theorie so erfolgreich, dass man ihr vielerorts eigenständige Kurse widmet. … Mathematisch gesehen bewegt sich das Buch auf mittlerem Niveau, was das Lesen erleichtert …"

(Gert Roepstorff, in: Zentralblatt MATH, 2006, Vol. 1078, S. 102)

Aus den Rezensionen:

"… es ist das Ziel dieses Buches, gerade diejenigen Probleme besonders hervorzuheben, die eine Abkehr von der Einteilchen-Beschreibung zu einer konsistenten quantenfeldtheoretischen Vielteilchenbeschreibung notwendig machen. … Dieses Buch … zeichnet sich durch eine sehr gute Strukturierung aus: Die wichtigsten Inhalte … werden in Merksätzen zusammengefasst und der Lernstoff … wird durch vertiefende Aufgaben mit ausführlichen Lösungen ergänzt. … der Leser … erkennt, dass das Studium der verschlungenen Wege zu einer physikalischen Theorie oft ein tieferes Verständnis bringt … Damit hat dieses didaktisch hochwertige Lehrbuch sein Ziel erreicht."

(Hans-Joachim Scholz, in: Nachrichten der Olbers-Gesellschaft Bremen, 2006, Issue 212, S. 34)