Quantenfeldtheorie

Freeman Dysons Lecture Notes „Advanced Quantum Mechanics“ von 1951: Kann ein Text von derart „biblischem Alter“ eine gewinnbringende Lektüre für den modernen Wissenschaftler sein? Er kann.

Dysons Stärke ist die konzept-orientierte Präsentation. Zwei Jahrzehnte der Anstrengungen waren nötig gewesen, um die Quantentheo­rie relativistisch zu machen, aber nur mithilfe von rezepthaften Fall-zu-Fall-Vorschriften, um Divergenzen loszuwerden oder die geforderten Invarianzen sicherzustellen. Erst in den späten 1940er-Jahren hatten Richard Feynman und Julian Schwinger (und, heute etwas aus dem Blickfeld geraten, Sin-itiro Tomonaga noch vor ihnen) systematische konsistente Theorien formuliert. Diese waren in ihrer physikalischen Interpretation und in ihrem mathematischen Aufbau aber weitgehend komplementär. Der junge Freeman Dyson, mit dem geschärften Blick eines Mathematikstudiums in Cambridge in die Physik gewechselt, um sich der großen Herausforderung der damaligen Zeit zu widmen, hatte die Äquivalenz dieser beiden Theorien erkannt. Neben seiner Analyse der Systematik der Renormierung in allen Ordnungen war es ein kaum zu unterschätzender Beitrag Dysons, Feynmans und Schwingers Theorien in den konzeptuellen Gesamtzusammenhang der Physik einzuordnen.

Genau dies hat er in seiner ers­ten Vorlesungsreihe, gehalten 1951 in Cornell, meisterlich herausgearbeitet. Was von der heutigen Generation oft nur noch als vorgegebenes Regelwerk verstanden wird, um sich gleich weitergehenden Problemen zuwenden zu können, erklärt und begründet Dyson. Immer wieder finden sich kurze, aber prägnante Erläuterungen dazu, wo die Probleme mit allzu simplen Ansätzen liegen und worin der Gewinn einer neuen Methode oder die Nützlichkeit eines neuen Blickwinkels besteht.

Die Mitschriften von Dysons Vorlesungsreihe haben mehrere Generationen von Quantenfeld­theoretikern geprägt, obwohl sie nur in hektographierter und fotokopierter Form existierten. 2006 zum ersten Mal editiert und von World Scientific publiziert sowie 2011 in zweiter Auflage um einen Anhang zur Renormierung aus Notizen zu einer Sommerschule in Les Houches ergänzt, liegen sie nun auch unter dem Titel „Dyson Quantenfeldtheorie“ in deutscher Sprache vor. Der Springer Verlag hat durch Franziska Riedel und Benedikt Ziebarth eine sehr sorgfältige Übersetzung anfertigen lassen, die mit klarer Sprache und einem schlanken Duktus dem Originaltext sehr nahe kommt.

Naturgemäß behandelt Dyson ausschließlich die Quantenelektrodynamik. Er tut dies aber auf eine charakteristische Art und Weise, „die sich selbst zugleich zum allgemeinen Gesetze machen kann“ (frei nach Kant). Das Buch bietet damit auch eine wertvolle Grundlage für die modernen nichtabelschen Eichtheorien. Ich wünsche ihm eine große Leserschaft.

Prof. Dr. Karl-Henning Rehren, Institut für Theoretische Physik, Universität Göttingen