重整化意思

重整化(Renormalization)是一個數學和物理學中的概念,特別是在量子場論和統計力學中,用於處理無限大系統或者當某些參數變得非常大時出現的發散問題。這個概念最初是在研究量子電動力學(QED)時發展起來的,目的是為了解決計算中的無限項問題。

在量子場論中,重整化的目的是通過重新定義某些物理量(例如粒子的質量、電荷等)來吸收計算過程中出現的無限大,使得理論的預測結果變得有限和物理上有意義。這個過程包括以下幾個步驟:

  1. 通過添加無限項來修正量子場論的Lagrangian(拉格朗日量),這些無限項是為了抵消計算過程中出現的發散部分。

  2. 重新定義粒子的質量和電荷等物理量,使得理論在有限的能量標度下是良好的。

  3. 通過這些重新定義,理論的預測結果變得有限,並且與實驗觀測相符。

重整化是一個非常成功的數學和物理學工具,它使得量子場論能夠描述基本粒子的相互作用,並且能夠精確地預測高能物理實驗的結果。重整化群理論是重整化概念的一個重要發展,它描述了在不同的能量標度下,物理量的重新定義是如何變化的。