量子場論在其適用範圍內哪些問題或者實驗上失效或者說不能解釋?

01-19

除了量子引力或者說廣義相對論與量子場論的融合之外，這個不在量子場論適用範圍內。也就是在其成立範圍內除了重整化問題還沒有妥善解決外，還有什麼沒有解決的問題和實驗，另外我更想知道實驗方面的。

沒有。

Weinberg no-go證明了：任何局域化的滿足狹義相對論和量子力學的理論必然是量子場論。所以不考慮Quantum Gravity的話量子場論是萬能的。但是，某個具體的模型可能會有問題，比如以前的標準模型是認為中微子沒有質量的，這個就不對。

另外，相互作用較強的時候因為不能微擾，量子場論的計算會遇到很大的困難。比如現在量子場論就無法很好地定量解釋夸克禁閉。我們對於原子核的了解很大程度上還是要靠唯象理論和某些數值計算。

這個問題問得不好，實際上量子場論是一大類描述方法的統稱，不是一個具體的模型。基於量子場論建立的物理模型太多了，除了被叫做「標準模型」的與實驗符合很好外，大部分甚至沒有一丁點實驗的支持，還有一些模型的允許參數空間被限制得非常狹窄，甚至已經被排除。但無論哪一個模型的排除都還不至於動搖到量子場論這麼根基的程度，反正就是基於一個框架往裡添東西，模型越做越丑但終究還是量子場論。

主要的理論問題在於非微擾的數學處理。到目前為止，在給定相互作用時，只有耦合常數足夠小的情形是可以精確地計算的，電弱標度上的精確QCD修正計算尚且困難重重，就別提非微擾區了。處理低能強作用只能使用低能有效理論，它與QCD的關聯無法準確地計算，不仔細看基本就是兩個不同理論，可以說人類對低能強作用的理解並不好。

繆子反常磁矩、弱電真空的亞穩定性（與希格斯粒子質量有關）、非微擾量子色動力學（這裡包含太多的東西）、中微子質量和類型、有限溫量子色動力學的相圖、規範場論的拓撲解、CP破缺的機制…… 最後還有SM參數的來源。

如果說的不是某個具體模型失效而是量子場論失效，那麼最典型的應該是引力。簡單來說，量子場論建立在相互作用的局域性上，但引力不允許你考察無限小的尺度——在足夠小的尺度，任何探測所需的能量都能產生黑洞，而把相互作用的細節「隱藏在黑洞里」。當然這只是個比喻，相互作用不可能發生在視界後面。關於黑洞的量子引力理論必然是破壞局域性的，目前最閃亮的理論便是全息理論，它試圖用全息對偶理論中的（強耦合）局域相互作用來描述引力。如果成功，應該說量子場論在引力理論里也找到了一席之地。

最大的問題應該是引力的量子化還沒完成。

There is currently no complete quantum theory of the remaining fundamental force, gravity. Many of the proposed theories to describe gravity as a QFT postulate the existence of a graviton particle that mediates the gravitational force. Presumably, the as yet unknown correct quantum field-theoretic treatment of the gravitational field will behave like Einstein"s general theory of relativity in the low-energy limit. Quantum field theory of the fundamental forces itself has been postulated to be the low-energy effective field theory limit of a more fundamental theory such as superstring theory.

Quantum field theory

沒有。如果有，那將是物理學的一次重大進步。

同高能的朋友聊天得知的（我不是搞高能的），只能說個大概，一些規範場基於費曼那套的散射振幅計算，會有大量的展開項是相互低抵消的，這反過來說，目前的散射振幅的計算理論框架存在大量冗餘，不是對規範對稱好的一套，國內浙大馮波老師玩這個，後面玩唯像的大牛尼瑪也搞了，算個熱門前沿。

事件視界上的量子過程