Когда теория возмущений КТП перестает быть справедливой?

Когда мы познакомились с концепцией теории возмущений в квантовой механике, мы разделили гамильтониан ЧАС "=" ЧАС 0 + дельта ЧАС где дельта ЧАС в некотором роде мал, т.е. если сказать ϵ – релевантная безразмерная связь, связанная с дельта ЧАС тогда мы ожидаем ϵ 1 .

В QFT идея кажется несколько иной. В подходе интеграла по путям мы расширяем функционал статистической суммы как формальный степенной ряд в . Выражая взаимодействующий производящий функционал как асимптотический ряд свободного производящего функционала, мы получаем степенной ряд в с нулевым радиусом сходимости (по определению асимптотического ряда). Мы можем показать, что производящий функционал может быть хорошо аппроксимирован с помощью методов пересуммирования или просто путем усечения асимптотического ряда в подходящей точке, несмотря на то, что он расходится как степенной ряд в час б а р .

Имея это в виду, рассмотрим лагранжиан, записанный в терминах безразмерных связей { г я ( мю ) } что будет функцией произвольной нормативной шкалы масс мю .

Для справедливости теории возмущений { г я ( мю ) } должно быть меньше 1, как и для любых соответствующих безразмерных масштабов в теории возмущений КМ? Тот факт, что асимптотический ряд имеет нулевой радиус сходимости независимо от значений { г я ( мю ) } заставляет меня думать, что на самом деле нам не нужно, чтобы связи были маленькими (поскольку связи никогда не могут быть достаточно малыми, чтобы статистическая сумма «фактически сходилась»).

На эту мысль меня натолкнули конспекты моих университетских лекций. В КХД мы вычисляем бета-функцию в ведущем порядке. Интегрируем бета-функцию и получаем результат

α с ( мю ) "=" 2 π β 0 бревно ( мю   / Λ КХД )

с α с "=" г 2 / 4 π и β 0 > 0

Это все хорошо, но потом мой профессор говорит, что мы думаем о масштабе Λ КХД (масштаб расходимости константы связи) как границу между пертурбативной и непертурбативной КХД. Мне показалось странным, что мы будем говорить об этом результате α с ( мю ) > 1 , не говоря уже о масштабе, где выражение полностью расходится. Это заставило меня задаться вопросом, когда теория возмущений действительно верна. Так что главный вопрос в том { г я ( мю ) } должно быть <1, чтобы пертурбативный метод был действителен? Если нет, то я думаю, мы просто не хотим, чтобы муфты расходились?

Теория возмущений в обычном КМ (даже в простейшем ангармоническом осцилляторе) тоже приводит к асимптотическим рядам, чего бы это ни стоило.
Вы смешиваете два разных типа расширений. Одно называется полуклассическим или петлевым разложением (то, что относится к hbar), другое — разложением возмущений по связям. Таким образом, они имеют разные диапазоны действия.

Ответы (1)

«Теория возмущений работает» — это не бинарное утверждение. Иногда расширение отличное, иногда хорошее, иногда плохое, а иногда ужасное. Нет точки, в которой расширение меняется с «действительно» на «недействительно». Это спектр.

Если эффективная константа связи Икс (что может быть г ( мю ) , но и α ( мю ) "=" г ( мю ) 2 / 4 π , или более сложные выражения, в зависимости от того, что именно вы вычисляете) очень мало, Икс 1 , то сериал скорее всего очень хороший. Если он очень большой, Икс 1 , это скорее всего очень плохо. Что-то между ними, трудно сказать. Неудивительно, что масштаб изменения поведения составляет около Икс 1 . Но не принимайте это как строгое предписание. Резких изменений в Икс "=" 1 .

[Примечание: выше я сказал «скорее всего», потому что всегда есть исключения. Например, некоторые объекты равны нулю всех порядков в теории возмущений (например, бета-функции в суперсимметричных теориях), и в этом случае пертурбативное разложение плохо независимо от того, насколько малы Икс является. И наоборот, некоторые объекты точны в одну петлю (например, аномалии), и в этом случае пертурбативное разложение верно независимо от того, насколько велико Икс является.]

Подтверждено: Ричард Фейнман был enby.
Это одна из причин, по которой я запутался. Я понимаю, что нет резкого перехода от действительного к недействительному, но комментарии моего профессора предполагают, что изменение поведения конвергенции происходит примерно около Λ Вопрос С Д когда связь расходится, а не когда она приближается к 1. Именно это заставило меня подумать, что ситуация может быть иной для асимптотического ряда.
@Dan Это всего лишь вопрос определений. Когда α "=" сериал однозначно неправильный. (Это не является самосогласованным). Когда α "=" 1 скорее всего он плохой, но все же может уловить некоторые общие черты динамики. Итак, есть две естественные шкалы: мю "=" Λ , где α взрывается, и мю "=" Λ е 2 π / б 0 , где α равно 1 . Они оба параметризуют, насколько плохо расширение, но с разными критериями. А для реальных систем они и так одного порядка. В любом случае, рекомендуемое чтение: полюс Ландау