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场论的一条荆棘之路:从平凡性到相互作用与禁闭

高能物理 - 唯象学 2015-06-24 v1 统计力学 高能物理 - 格点 高能物理 - 理论

摘要

对 \phi^4 理论的 Gell-Mann--Low 函数 \beta(g) 的微扰级数求和,在 g\to\infty 时得到渐近行为 \beta(g)=\beta_\infty g^\alpha,其中对于空间维数 d=2,3,4 有 \alpha\approx 1。由此产生一个自然假设:对所有 d,渐近行为均为 \beta(g) \sim g。对“玩具”零维模型的考察证实了该假设,并揭示了这一结果的起源:它与某个泛函积分的零点有关。这一机制对任意空间维数 d 均成立。对于明确采用的格点正则化,也得到了相同的渐近结果,而使用高温展开则可以计算出整个 \beta-函数。因此,四维 \phi^4 理论的 \beta-函数表现为非交错的,且在无穷远处具有线性渐近。QED 中存在类似情形。根据 Bogoliubov 和 Shirkov 的分类,这意味着有可能构造在大距离上具有有限相互作用的连续理论。这一结论与表明 \phi^4 理论具有平凡性的格点结果明显矛盾。这一矛盾由 \phi^4 理论中可重整化的特殊性质所解决:为了获得连续的重整化理论,无需从裸理论中消除格点。事实上,这种可重整化并非偶然,并可以在 Wilson 多参数重整化群的框架内理解。将这些思想应用于 QCD 表明,Wilson 的禁闭理论并非纯粹说明性的,而是与现实情形直接相关。因此,禁闭与质量隙的解析证明问题可被视为已解决,至少是在物理严格性层面上。

关键词

引用

@article{arxiv.1506.06128,
  title  = {A thorny path of field theory: from triviality to interaction and confinement},
  author = {I. M. Suslov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1506.06128},
  year   = {2015}
}

备注

Review article, 30 pages, 15 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1102.4534, arXiv:0911.1149