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Renormalization en mecánica cuántica no relativista

He leído muchos artículos sobre renormalization en el Internet, pero como yo no sé mucho de QFT (actualmente acaba de estudios clásicos de la teoría de campo y QM), y como todo esto se ve muy interesante, me gustaría todavía obtener algunos bits de la comprensión y el sentimiento de que - en el contexto de la mecánica cuántica no relativista.

Entonces, mi pregunta es: ¿hay alguna (esperemos simple) ejemplos de la mecánica cuántica problemas, aplicando la teoría de la perturbación a la que dará divergentes de la serie, que luego pueden ser regularizados por renormalization procedimiento? ¿Qué son, ¿qué hace este proceso de renormalizing les parece?

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Sam Saffron Puntos 1304

Para comprender la esencia de perturbativa renormalization usted no necesita ninguna teoría cuántica de campos, ni ninguna de la mecánica cuántica. Un simple juguete modelo es suficiente.

Supongamos que su teoría hace una predicción para dos distintos observables $F$ $G$ en términos de un perturbativa parámetro $g$:

$$F = g + g^2 (S+1) + g^3 (S+1)^2 + g^4 (S+1)^3 + ...$$ $$G = g + g^2 (S-1) + g^3 (S-1)^2 + g^4 (S-1)^3 + ...$$

Aquí, $S$ representa algunos divergentes matemático de la suma. Por ejemplo, $S=1+2+3+4+...$. Como en las expresiones de cada plazo, más allá de primer orden en $g$ diverge, su teoría perturbativa parece bastante inútil. Qué hacer?

Bajo perturbativa renormalization, uno de los intentos para eliminar la no-observable parámetro $g$ a partir de la teoría, y la reescritura de la perturbativa de la serie en términos de observables $G$. Por lo tanto, escribimos:

$$g= \alpha_1 G + \alpha_2 G^2 + \alpha_3 G^3 + ...$$

y sustituir esta expresión en la perturbación de expansión para $G$. Esto nos da (hasta fin de a $G^3$):

$$G = \alpha_1 G + \alpha_2 G^2 + ... + (\alpha_1 G + ...)^2 (S-1)+ ...$$

De ello se desprende que $\alpha_1 =1$$\alpha_2 = -(S-1)$:

$$g= G - G^2 (S-1) + ...$$

La sustitución de esta serie en la expresión para el observable $F$ rendimientos:

$$F= G - G^2 (S-1) + ... + (G-...)^2 (S+1)+ ...$$

Lo que nos da el resultado final:

$$F = G + 2G^2 + ...$$

Tenga en cuenta que este perturbativa de expresión para $F$ está escrito únicamente en términos de observables $G$, y ya no contiene el divergentes cantidad $S$. Llegar a la conclusión de que su teoría perturbativa para la observables $F$ $G$ es renormalizable.


Nota: al realizar una perturbativa renormalization y todos los infinitos exactamente cancelar cada uno de los otros, se siente un poco como por arte de magia. En este juguete ejemplo la magia es una consecuencia directa de la escondidos no-perturbativa de relación $F-G = 2FG$.

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David J. Sokol Puntos 1730

Normalmente renormalization es necesario cuando el fenomenológico constantes adquirir innecesarios perturbativa de correcciones, no obligatoriamente divergentes. Pero puede haber otros casos. Leer, por ejemplo, http://www.physics.umd.edu/courses/Phys851/Luty/notes/renorm.pdf para QM.

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