Renormalización
Renormalización es una colección de técnicas en teoría cuántica de campos , los mecánica estadística de campos, y la teoría de la auto-similares estructuras geométricas, que se usan para tratar infinitos que surgen en cantidades calculadas por los valores de alteración de estas cantidades para compensar los efectos de su auto -interacciones . Pero incluso si no surgieran infinitos en los diagramas de bucle en la teoría cuántica de campos, se podría demostrar que sería necesario volver a normalizar la masa y los campos que aparecen en el lagrangiano original . [1]
Por ejemplo, una teoría electrónica puede comenzar postulando un electrón con una masa y carga iniciales. En la teoría cuántica de campos, una nube de partículas virtuales , como fotones , positrones y otras, rodea e interactúa con el electrón inicial. Tener en cuenta las interacciones de las partículas circundantes (por ejemplo, colisiones a diferentes energías) muestra que el sistema de electrones se comporta como si tuviese una masa y una carga diferentes a las inicialmente postuladas. La renormalización, en este ejemplo, reemplaza matemáticamente la masa y la carga inicialmente postuladas de un electrón con la masa y la carga observadas experimentalmente. Las matemáticas y los experimentos demuestran que los positrones y partículas más masivas comolos protones exhiben precisamente la misma carga observada que el electrón, incluso en presencia de interacciones mucho más fuertes y nubes más intensas de partículas virtuales.
La renormalización especifica las relaciones entre los parámetros en la teoría cuando los parámetros que describen grandes escalas de distancia difieren de los parámetros que describen pequeñas escalas de distancia. Físicamente, la acumulación de contribuciones de una infinidad de escalas involucradas en un problema puede resultar en infinitos adicionales. Al describir el espacio-tiempo como un continuo , ciertas construcciones estadísticas y mecánicas cuánticas no están bien definidas. Para definirlos, o hacerlos inequívocos, un límite continuo debe eliminar cuidadosamente el "andamio de construcción" de celosías en varias escalas. Los procedimientos de renormalización se basan en el requisito de que ciertas cantidades físicas (como la masa y la carga de un electrón) sean iguales a los valores observados (experimentales). Es decir, el valor experimental de la cantidad física produce aplicaciones prácticas, pero debido a su naturaleza empírica, la medición observada representa áreas de la teoría cuántica de campos que requieren una derivación más profunda de las bases teóricas.
La renormalización se desarrolló por primera vez en electrodinámica cuántica (QED) para dar sentido a las integrales infinitas en la teoría de perturbaciones . Inicialmente visto como un procedimiento provisional sospechoso incluso por algunos de sus creadores, la renormalización finalmente fue aceptada como un mecanismo real importante y autoconsistente de la física de escalas en varios campos de la física y las matemáticas .
Hoy en día, el punto de vista ha cambiado: sobre la base de las ideas revolucionarias del grupo de renormalización de Nikolay Bogolyubov y Kenneth Wilson , la atención se centra en la variación de las cantidades físicas a través de escalas contiguas, mientras que las escalas distantes se relacionan entre sí mediante descripciones "efectivas". . Todas las escalas están vinculadas de una manera ampliamente sistemática, y la física real pertinente a cada una se extrae con las técnicas computacionales específicas adecuadas para cada una. Wilson aclaró qué variables de un sistema son cruciales y cuáles son redundantes.
La renormalización es distinta de la regularización , otra técnica para controlar infinitos asumiendo la existencia de nueva física desconocida a nuevas escalas.
