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変わるバネ:お話物理:場の量子論

前回は場の量子論の"状態"というものを導入し,この時空に粒子が飛び交う状態を作ることが出来るようになった.場の量子論の状態は,それぞれの運動量に対応した調和振動子のエネルギー量子(~粒子の個数)を指定することで指定出来る.

今までは自由場の理論の話をしてきた.自由場はただ粒子がまっすぐ飛ぶだけで,相互作用,平たく言ってしまえば粒子同士が"ぶつかる"状況がないのだ.

今回からは場の理論の相互作用を導入しようと思う.自由場ではただただ飛び交うしかなかったが,この相互作用の導入によって粒子が生まれ,消え,引き合い弾く,多様な現象が起こる.

さてその相互作用だが,系を指定するラグランジアンに高次の項を導入するのだ.

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このφ^4の項が相互作用なのだ.

ラグランジアンにφ^4の項があることによって時空の各点にある場の"バネ"が変質してただのバネから特殊なものになる.

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このバネの違いがこれから色々な問題を生んでいく.

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