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격자장론

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1. 개요

격자장론은 공간-시간을 이산적인 격자로 대체하여 정의된 장론이다. 대부분의 격자장론은 정확한 해를 갖지 않지만, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 연구할 수 있으며, 연속체 극한을 통해 연속체 이론의 거동을 복구할 수 있다. 격자장론은 섭동 이론으로 접근할 수 없는 솔리톤과 같은 장 구성을 제공하며, 윌슨 작용을 사용하여 게이지 이론을 양자화하는 데 특히 유용하다. 격자장론은 명시적인 게이지 불변성을 유지하지만, 명시적인 푸앵카레 불변성을 희생하며, 재규격화 후에야 푸앵카레 불변성을 회복한다.

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격자장론
격자장론
분야양자장론
유형양자장론 공식화
개발자케네스 윌슨
세부 사항
관련 주제양자장론
격자 게이지 이론
계산기 시뮬레이션
몬테카를로 방법
강한 상호작용
응집물질물리학
임계 현상
윌슨 작용
페르미온 더블링
역사 및 배경
개발 시기1974년
주요 개념
설명시공간을 이산적인 격자로 대체하여 양자장론을 다루는 방법
연속적인 시공간 대신 이산적인 격자점을 사용하여 계산을 수행
페르미온 더블링 문제를 해결하기 위한 다양한 접근 방식 존재
응용 분야
설명강한 상호작용 연구
응집물질물리학의 임계 현상 연구
계산기 시뮬레이션 및 몬테카를로 방법을 활용한 계산
장점
설명비섭동적 방법
강한 결합 영역 연구 가능
재규격화 이론과 자연스럽게 연결
단점
설명계산 비용이 많이 듦
격자 간격에 따른 오류 발생 가능
카이랄 대칭 구현의 어려움

2. 상세

격자장론은 대부분 정확히 풀 수 있는 해를 갖지 않지만, 마르코프 연쇄 몬테카를로 방법 등을 사용하여 컴퓨터 시뮬레이션이 가능하다는 점에서 매우 매력적이다. 충분히 크고, 격자 간격을 점점 더 작게 만들면서 시뮬레이션을 수행하면, 연속체 극한에 접근함에 따라 연속체 이론의 거동을 복구할 수 있을 것으로 기대한다.

모든 격자 모델과 마찬가지로, 수치 시뮬레이션은 섭동 이론으로는 접근할 수 없는 솔리톤과 같은 장(field) 구성을 제공한다. 이와 유사하게, 자명하지 않은 진공 상태를 식별하고 검사할 수 있다.

이 방법은 윌슨 작용을 사용하여 게이지 이론을 양자화하는 데 특히 매력적이다. 대부분의 양자화 접근 방식은 푸앵카레 불변성을 명시적으로 유지하지만, 게이지 고정을 요구함으로써 명시적인 게이지 대칭성을 희생한다. 재규격화 후에야 게이지 불변성을 회복할 수 있다. 격자장론은 명시적인 게이지 불변성을 유지하지만, 명시적인 푸앵카레 불변성을 희생한다는 점에서 이들과 다르며, 재규격화 후에야 푸앵카레 불변성을 회복한다. 격자 게이지 이론과 격자 QCD에 대한 문서에서 이러한 문제들을 더 자세히 탐구한다.

2. 1. 비섭동적 현상 연구

대부분의 격자장론은 정확히 풀 수 있는 해를 갖지 못하지만, 마르코프 연쇄 몬테카를로 방법 등을 사용하여 컴퓨터 시뮬레이션이 가능하다는 점에서 매우 매력적이다. 충분히 크고, 격자 간격을 점점 더 작게 만들면서 시뮬레이션을 수행하면, 연속체 극한에 접근함에 따라 연속체 이론의 거동을 복구할 수 있을 것으로 기대한다.

모든 격자 모델과 마찬가지로, 수치 시뮬레이션은 섭동 이론으로는 접근할 수 없는 솔리톤과 같은 장(field) 구성을 제공한다. 이와 유사하게, 자명하지 않은 진공 상태를 식별하고 검사할 수 있다.

이 방법은 윌슨 작용을 사용하여 게이지 이론을 양자화하는 데 특히 매력적이다. 대부분의 양자화 접근 방식은 푸앵카레 불변성을 명시적으로 유지하지만, 게이지 고정을 요구함으로써 명시적인 게이지 대칭성을 희생한다. 재규격화 후에야 게이지 불변성을 회복할 수 있다. 격자장론은 명시적인 게이지 불변성을 유지하지만, 명시적인 푸앵카레 불변성을 희생한다는 점에서 이들과 다르며, 재규격화 후에야 푸앵카레 불변성을 회복한다. 격자 게이지 이론과 격자 QCD에 대한 문서에서 이러한 문제들을 더 자세히 탐구한다.

2. 2. 게이지 이론의 양자화

대부분의 격자장론은 정확히 풀 수 있는 해를 갖지 못하지만, 마르코프 연쇄 몬테카를로 방법 등을 사용하여 컴퓨터 시뮬레이션이 가능하다는 점에서 매우 매력적이다. 충분히 크고, 격자 간격을 점점 더 작게 만들면서 시뮬레이션을 수행하면, 연속체 극한에 접근함에 따라 연속체 이론의 거동을 복구할 수 있을 것으로 기대한다.

모든 격자 모델과 마찬가지로, 수치 시뮬레이션은 섭동 이론으로는 접근할 수 없는 솔리톤과 같은 장(field) 구성을 제공한다. 이와 유사하게, 자명하지 않은 진공 상태를 식별하고 검사할 수 있다.

이 방법은 윌슨 작용을 사용하여 게이지 이론을 양자화하는 데 특히 매력적이다. 대부분의 양자화 접근 방식은 푸앵카레 불변성을 명시적으로 유지하지만, 게이지 고정을 요구함으로써 명시적인 게이지 대칭성을 희생한다. 재규격화 후에야 게이지 불변성을 회복할 수 있다. 격자장론은 명시적인 게이지 불변성을 유지하지만, 명시적인 푸앵카레 불변성을 희생한다는 점에서 이들과 다르며, 재규격화 후에야 푸앵카레 불변성을 회복한다. 격자 게이지 이론과 격자 QCD에 대한 문서에서 이러한 문제들을 더 자세히 탐구한다.


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