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素粒子 · Renormalization

くりこみ

場の量子論の計算に現れる無限大を、観測される質量や電荷といった有限の物理量に系統的に吸収させて意味のある予言を得る手続き。量子電磁力学ではこの方法により電子の異常磁気モーメントなどが極めて高精度で計算され、実験とよく一致する。理論がこの手続きで無限大を処理できるかどうかは、その理論の整合性の重要な指標となる。

分野: 素粒子
英語名: Renormalization
主要な貢献者: 朝永振一郎 / リチャード・ファインマン / ジュリアン・シュウィンガー / フリーマン・ダイソン

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物理概念ゲージ対称性場の位相などを時空の各点で独立に変えても物理法則が不変であるという局所的な対称性。この対称性を要請することで電磁気力や弱い力、強い力を媒介するゲージ場（ゲージボソン）の存在が導かれる。標準模型はこのゲージ原理に基づいて構築されており、相互作用の形を対称性が決定するという現代素粒子物理の中心思想を表す。物理概念自発的対称性の破れ物理法則自体は対称であるのに、系の最も安定な状態（基底状態）がその対称性を持たないために、結果として対称性が破れて見える現象。強磁性体の自発磁化が典型例である。素粒子物理では真空がこの状態にあるとされ、ヒッグス機構による素粒子の質量獲得や、南部・ゴールドストーン粒子の出現を説明する基礎概念となっている。物理概念ヒッグス機構ゲージ対称性を保ったまま素粒子に質量を与える仕組み。空間全体を満たすヒッグス場が真空で対称性を自発的に破る値を持ち、そこと相互作用することで素粒子が質量を獲得する。弱い力を媒介するWボソンやZボソンの大きな質量を説明する。理論が予言したヒッグス粒子は2012年にLHCで発見され、標準模型の検証を完成させた。