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紫外定點

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量子場論中,可計算在給定的動量尺度中定義理論耦合的跑動耦合常數(running coupling constant),其中一個這樣的例子是電荷的耦合常數。

量子電動力學希格斯玻色子理論等數個量子場論的近似計算中,跑動耦合常數在有限的動量尺度中會趨向無限,而這就是所謂的朗道極點英語Landau pole問題。

目前尚不清楚這些不一致,是近似的人工產物,還是這些理論的根本問題;然而,若理論中出現紫外線或紫外定點(UV fixed point),就可避免這樣的問題。若一個量子場論的重整化群流趨近於一個在紫外線(也就是短距離∕高能尺度)極限的定點,則稱這個理論有紫外定點。[1]這和卡蘭—塞曼齊克方程式英語Callan-Symanzik equation中出現的β函數的零點相關。[2]其在長距離∕低能尺度對應的能量極限稱為「紅外定點英語infrared fixed point」。

特殊例子和細節

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跟其他的因素一起,一個有紫外定點的理論或許不是有效場論,而這是因為這理論在任一小的距離尺度上是良好定義的之故。在紫外定點處,理論的行為可以接近共形場論

這陳述的逆命題,也就是「任何在任意尺度都成立的量子場論(也就是非有效場論)都有紫外定點」這點是不成立的。像級聯規範場論英語Cascading gauge theory就沒有紫外定點。

即使非有效場論,非交換量子場論英語noncommutative quantum field theory也有紫外截止點。

若一個紫外定點是平凡的英語Gaussian fixed point(一般通稱高斯定點,Gaussian fixed point),那這理論就是漸近自由的;反之出現在紫外極限中接近一個非高斯(也就是非平凡)定點這樣的情境的理論稱為漸進安全英語Asymptotic safety in quantum gravity的。[3]即使在微擾的意義下是不可重整化的,漸進安全的理論可以是在任何尺度都良好定義的。

量子重力中的漸進安全場景

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史蒂文·溫伯格認為,量子重力理論中造成問題的紫外發散英語Ultraviolet divergence可藉由非平凡紫外定點來對治。[4] 這樣的漸進安全英語Asymptotic safety in quantum gravity的理論,在非微擾的意義下是可重整化的,且由於定點的物理意義之故,這理論也不受發散影響;然而截至目前為止,對於如此定點存在的一般證明依舊缺乏,不過有越來越多的證據支持此說。[3]

參見

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參考資料

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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可免費查閱. PMID 28179875. doi:10.12942/lrr-2006-5可免費查閱. 
  4. ^ Weinberg, Steven. Hawking, S.W.; Israel, W. , 編. General Relativity: An Einstein centenary survey有限度免費查閱,超限則需付費訂閱. Cambridge University Press. 1979: 790–831. ISBN 9780521222853.  |article=被忽略 (幫助)