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紫外定点

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量子场论中,可计算在给定的动量尺度中定义理论耦合的跑动耦合常数(running coupling constant),其中一个这样的例子是电荷的耦合常数。

量子电动力学希格斯玻色子理论等数个量子场论的近似计算中,跑动耦合常数在有限的动量尺度中会趋向无限,而这就是所谓的朗道极点英语Landau pole问题。

目前尚不清楚这些不一致,是近似的人工产物,还是这些理论的根本问题;然而,若理论中出现紫外线或紫外定点(UV fixed point),就可避免这样的问题。若一个量子场论的重整化群流趋近于一个在紫外线(也就是短距离∕高能尺度)极限的定点,则称这个理论有紫外定点。[1]这和卡兰—塞曼齐克方程式英语Callan-Symanzik equation中出现的β函数的零点相关。[2]其在长距离∕低能尺度对应的能量极限称为“红外定点英语infrared fixed point”。

特殊例子和细节

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跟其他的因素一起,一个有紫外定点的理论或许不是有效场论,而这是因为这理论在任一小的距离尺度上是良好定义的之故。在紫外定点处,理论的行为可以接近共形场论

这陈述的逆命题,也就是“任何在任意尺度都成立的量子场论(也就是非有效场论)都有紫外定点”这点是不成立的。像级联规范场论英语Cascading gauge theory就没有紫外定点。

即使非有效场论,非交换量子场论英语noncommutative quantum field theory也有紫外截止点。

若一个紫外定点是平凡的英语Gaussian fixed point(一般通称高斯定点,Gaussian fixed point),那这理论就是渐近自由的;反之出现在紫外极限中接近一个非高斯(也就是非平凡)定点这样的情境的理论称为渐进安全英语Asymptotic safety in quantum gravity的。[3]即使在微扰的意义下是不可重整化的,渐进安全的理论可以是在任何尺度都良好定义的。

量子引力中的渐进安全场景

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史蒂文·温伯格认为,量子引力理论中造成问题的紫外发散英语Ultraviolet divergence可借由非平凡紫外定点来对治。[4] 这样的渐进安全英语Asymptotic safety in quantum gravity的理论,在非微扰的意义下是可重整化的,且由于定点的物理意义之故,这理论也不受发散影响;然而截至目前为止,对于如此定点存在的一般证明依旧缺乏,不过有越来越多的证据支持此说。[3]

参见

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参考资料

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  1. ^ Zinn-Justin, Jean. Quantum Field Theory and Critical Phenomena. Oxford University Press. 2002. 
  2. ^ Zinn-Justin, Jean. Quantum Field Theory and Critical Phenomena. Oxford University Press. 2002. 
  3. ^ 3.0 3.1 Niedermaier, Max; Reuter, Martin. The Asymptotic Safety Scenario in Quantum Gravity. Living Rev. Relativ. 2006, 9 (1): 5. Bibcode:2006LRR.....9....5N. PMC 5256001可免费查阅. PMID 28179875. doi:10.12942/lrr-2006-5可免费查阅. 
  4. ^ Weinberg, Steven. Hawking, S.W.; Israel, W. , 编. General Relativity: An Einstein centenary survey有限度免费查阅,超限则需付费订阅. Cambridge University Press. 1979: 790–831. ISBN 9780521222853.  |article=被忽略 (帮助)