재규격화이론(renormaIization theory)
2010-08-23
장(場)의 양자론에서 전하(電荷)나 전자(電子)의 질량을 구할 경우, 어떤 전자기적 과정, 예컨대 콤프턴 산란·광전효과·전자쌍 생성 등에서 고차의 보정(補正)을 하면 그 값이 무한대가 된다.
이것을 발산의 곤란(divergence difficulty)이라 하는데, 이를 방지하기 위해 제2차 세계대전 후 도모나가 신이치로(朝永振一郞), R.P. 페인먼, J.S. 슈윙거 등에 의해 독립적으로 고안된 처리법을 재규격화 이론이라고 한다.
고전론(古典論)에서도 이미 점전하(點電荷)로 서의 전자가 자신에게 미치는 힘이 무한대로 된다는 발산의 곤란에 직면해 있었다.
재규격화 이론은 상대론적으로 불변인 양자전기역학(quantum electrodynamics ; QED)의 정식화를 바탕으로 한다.
이 정식화에 의하면 무한대의 발산을 일으키는 원천은 전자의 질량, 빛과 전자의 상호작용상수, 전자와 빛의 파동함수의 규격상수에 한정되므로, 모든 발산을 전자의 질량, 상호작용상수 및 파동함수에 집약시켜 버린다는 것이다.
이 방법의 유효성은 마이크로파 기술의 발달에 따른 양자전기역학의 고차보정 효과의 측정으로 증명되었다.
그러나 이 재규격화 이론은 무한대를 유한값으로 치환하는 방법을 제시했을 뿐, 발산의 곤란을 해결한 것은 아니었다.
재규격화 이론의 최근의 발전 중에서 특기할 만한 것으로, 재규격화군(群)의 응용이 있다.
이것은 어느 에너지에서의 산란진폭을 다른 에너지에서 상이한 상호작용상수를 갖는 산란진폭에 연결하는 것으로, 강한 상호작용에 이를 적용함으로써 전자·양성자의 큰 각도(角度)의 비탄성산란 해석에 중요한 역할을 했다.
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