Уравнение Клейна – Фока – Гордона
Уравне́ние Кле́йна – Фо́ка – Го́рдона, одно из основополагающих уравнений релятивистской квантовой теории поля (КТП), определяющее зависимость волновой функции частиц с нулевым спином от времени и координат (волновую функцию частиц со спином ½ определяет уравнение Дирака). Объединяет принципы квантовой механики со специальной теорией относительности. В нерелятивистском пределе, т. е. когда частицы движутся со скоростями, много меньшими скорости света, оба уравнения сводятся к волновому уравнению Шрёдингера.
Уравнение Клейна – Фока – Гордона для заряженной частицы в поле произвольных электромагнитных потенциалов имеет вид линейного однородного дифференциального уравнения 2-го порядка: где – заряд частицы, – её масса, – скорость света, – постоянная Планка, – мнимая единица, – время.
Фактически это уравнение было впервые выведено Э. Шрёдингером. Однако, поскольку это уравнение неправильно описывало тонкое расщепление уровней водорода (т. к. у электрона спин ½, правильное расщепление описывает уравнение Дирака), Шрёдингер опубликовал в марте 1926 г. только нерелятивистскую версию уравнения, в котором тонкое расщепление вообще отсутствует. В июле того же года шведский физик О. Клейн и независимо В. А. Фок опубликовали релятивистское уравнение. В сентябре 1926 г. релятивистскому уравнению была посвящена другая публикация Шрёдингера. В октябре 1926 г. вышла вторая статья Фока, в которой он обобщил это уравнение на случай электромагнитных потенциалов общего вида. В этой же работе Фок обнаружил и впервые сформулировал важнейший принцип калибровочной симметрии для КТП. Работа немецкого физика В. Гордона, опубликованная в ноябре 1926 г., относилась к применению уже известного уравнения к описанию эффекта Комптона.
В первой работе 1926 г. Фок вывел уравнение из вариационного принципа для релятивистски-инвариантного действия свободного скалярного поля. В КТП это действие определяет распространение релятивистских частиц со спином 0, в частности бозонов Хиггса.