Введение
Квантовая теория поля с четырёхточечными взаимодействиями
В квантовой теории поля квартическое взаимодействие представляет собой тип самодействия в скалярном поле. Другие типы квартических взаимодействий можно найти в разделе, посвящённом взаимодействиям четырёх фермионов. Классическое свободное скалярное поле удовлетворяет уравнению Клейна — Гордона. Если скалярное поле обозначено φ, то квартическое взаимодействие представляется добавлением члена потенциальной энергии к плотности лагранжиана. Константа связи безразмерна в четырёхмерном пространстве-времени. В данной статье используется метрическая сигнатура для пространства Минковского.
In quantum field theory, a quartic interaction is a type of self interaction in a scalar field. Other types of quartic interactions may be found under the topic of four fermion interactions. A classical free scalar field satisfies the Klein–Gordon equation. If a scalar field is denoted , a quartic interaction is represented by adding a potential energy term to the Lagrangian density. The coupling constant is dimensionless in 4 dimensional spacetime. This article uses the metric signature for Minkowski space.
Ренормализация
Интегралы по неупорядоченным импульсам, называемые "петлевыми интегралами", в диаграммах Фейнмана обычно расходятся. Обычно это решается с помощью перенормировки – процедуры добавления расходящихся контртермов к лагранжиану таким образом, чтобы диаграммы, построенные из исходного лагранжиана и контртермов, были конечными. В этом процессе необходимо ввести масштаб перенормировки, и постоянная связи и масса становятся зависимыми от него. Именно эта зависимость приводит к упомянутому ранее полюсу Ландау и требует, чтобы обрезание оставалось конечным. В противном случае, если обрезание допускается к бесконечности, полюса Ландау можно избежать только в том случае, если перенормированная константа связи стремится к нулю, что делает теорию тривиальной.
Спонтанное нарушение симметрии
Интересная особенность может возникнуть, если m2 станет отрицательным, но λ останется положительным. В этом случае вакуум состоит из двух состояний с наименьшей энергией, каждое из которых спонтанно нарушает глобальную Z2-симметрию исходной теории. Это приводит к появлению интересных коллективных состояний, таких как доменные стенки. В теории O(2) вакуум располагается на окружности, и выбор одного из них спонтанно нарушает O(2)-симметрию. Непрерывно нарушенная симметрия приводит к появлению бозона Голдстоуна. Этот тип спонтанного нарушения симметрии является ключевым компонентом механизма Хиггса.