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¿Cómo puede dimensional de regularización "analíticamente continuar" a partir de un conjunto discreto?

El procedimiento de regularización dimensional de la radiación UV-divergentes de las integrales se describe generalmente como la primera evaluación de la integral en las dimensiones lo suficientemente bajo como para que convergen, entonces "analíticamente continuar" este resultado en el número de dimensiones de la $d$. No entiendo cómo esto podría funcionar conceptualmente, porque un d-dimensional integral de la $I_d$ sólo se define cuando se $d$ es un número entero mayor que o igual a 1, por lo que el dominio de $I_d$ es discreto, y no hay manera de que a analíticamente continuar una función definida en un conjunto discreto.

Por ejemplo, en Srednicki del QFT libro, la clave de la ecuación a partir de la cual todos los dim reg resultados es (pg. 101) "... el área de $\Omega_d$ de la unidad de la esfera en $d$ dimensiones ... es $\Omega_d = \frac{2 \pi ^{d/2}}{\Gamma \left( \frac{d}{2} \right) };$ (14.23)". Pero esto es muy engañosa en el mejor. El área de la unidad de la esfera en $d$ dimensiones es $\frac{2 \pi^{d/2}}{\left( \frac{d}{2} - 1 \right) !}$ si $d$ es incluso y $\geq 2$ $\frac{2^d \pi^\frac{d-1}{2} \left( \frac{d-1}{2} \right)! }{(d-1)!}$ si $d$ es impar y $\geq 1$, y no es nada en absoluto si $d$ no es un entero positivo. Estas fórmulas están de acuerdo con Srednicki del al $d$ es un entero positivo, pero que evitar dar la impresión errónea de que hay un valor natural para asignar a $\Omega_d$ cuando no lo es.

Más allá de las puramente matemático objeciones, hay una práctica de la ambigüedad en este marco - ¿cómo se puede interpolar la función factorial para el plano complejo? Srednicki decide hacerlo a través de la función gamma de Euler sin ninguna explicación. Pero hay otros posibles interpolaciones que parece igual de natural - por ejemplo, la Hadamard función gamma o Luschny de la función factorial. (Ver http://www.luschny.de/math/factorial/hadamard/HadamardsGammaFunction.html para más ejemplos). ¿Por qué no las usan?

De hecho, estas dos funciones alternativas son analíticos en todas partes, así que no se pueden utilizar para extraer la integral del polo de la estructura, lo que usted necesita con el fin de cancelar la UV infinitos. Para mí, esto sugiere que los resultados finales de dim reg podría ser altamente dependiente de su elección de esquema de interpolación, por lo tanto, requiere una justificación para el uso de la función gamma de Euler. Podríamos probar a un dim reg escéptico de que todos los resultados físicos observables son independientes de la interpolación esquema? (Tenga en cuenta que este es un requisito más fuerte que demostrar que son independientes de la masa ficticia parámetro $\tilde{\mu}$.)

(Yo sé que el de Bohr-Mollerup teorema muestra que la función gamma de Euler únicamente tiene ciertas "agradable" propiedades, pero no veo por qué esas propiedades son útiles para hacer dim reg.)

Yo no estoy buscando un host de hyper-técnica de tratamiento de dim reg, sólo una imagen conceptual de lo que aún significa para analíticamente continuar una función de un conjunto discreto de números enteros positivos.

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yuggib Puntos 4497

Cada esquema de regularización es algo arbitrario. Hay tres populares de los planes de regularización cuando se trata de la ruta de las integrales y sus asociados perturbativa divergentes integrales: división de tiempo, modo de regularización, dimensionales y de regularización.

  • La división de tiempo es el procedimiento habitual utilizado para derivar la ruta integral, y es la discretización de tiempo en tiempo finito de intervalos.

  • Modo de regularización es esencialmente un UV cut off, es decir, el truncamiento de la alta energía de los modos de transporte en la expansión de Fourier de la ruta.

  • Dimensiones de regularización se realiza como se describe explotación (uno) la generalización del factorial de números complejos.

En cualquier caso, la regularización es una limitación de procedimiento, un número finito (o diferente de cero) parámetro se introduce de tal manera que todas las integrales se convierten finito, entonces son manipulados de manera que el resultado en el límite cuando el parámetro tiende a infinito (cero) sigue siendo finito. En principio, y en la práctica, el resultado final puede ser dependiente en el régimen elegido. Por lo tanto, es necesario introducir counterterms de tal manera que todos los resultados están de acuerdo el uno con el otro. Esto se hace algo ad hoc, pero, afortunadamente, la counterterms se fija en un nivel bajo (segundo) orden en la perturbación de expansión en muchas situaciones.

Los procedimientos elegidos son todos, en cierto sentido, arbitraria, ya que (al menos por el momento) no hay una satisfactoria y sin ambigüedades definición matemática de los que participan en la ruta de las integrales/QFT perturbativa de expansiones. Las dimensiones de regularización es a menudo preferido por esencialmente una razón (que yo sepa), es el más fácil de tratar: la resultante counterterm de hecho es relativistically covariante (y que es importante en las teorías de tipo relativista,/en presencia de una curva de fondo) y los vértices adicionales provenientes de la counterterm en mayor bucles son fáciles de calcular.

Ahora mi conjetura es que esto podría ser posible regularizar también el uso de uno de los otros "complejo" extensiones de la factorial que usted ha mencionado, pero con toda probabilidad el resultado counterterms sería diferente y tal vez no covariante.

Para una discusión más detallada sobre los planes de regularización sugiero leer este libro de Bastianelli y van Nieuwnehuizen.

7voto

Giacomo Verticale Puntos 1035

En dimensiones de regularización, $d$ es un número complejo, no una verdadera dimensión. El $d$-dimensiones de las integrales definidas para cualquier compleja $d$ suficientemente negativo de la parte real de la $d$ (el umbral según el integrando), y por lo tanto puede ser analíticamente siguió una función de meromorphic para todos los $d$. Para una concisa, matemáticamente definición de sonido consulte la referencia a Etingov en el artículo de wikipedia sobre dimensiones de regularización.

Para $d=4$ normalmente hay un polo en las contribuciones individuales de los diagramas de Feynman, pero ninguno en la suma de definir el total de las contribuciones a la S-matrix elementos en cualquier orden fijo.

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