変わるバネ:お話物理:場の量子論

前回は場の量子論の"状態"というものを導入し，この時空に粒子が飛び交う状態を作ることが出来るようになった．場の量子論の状態は，それぞれの運動量に対応した調和振動子のエネルギー量子(~粒子の個数)を指定することで指定出来る．

今までは自由場の理論の話をしてきた．自由場はただ粒子がまっすぐ飛ぶだけで，相互作用，平たく言ってしまえば粒子同士が"ぶつかる"状況がないのだ．

今回からは場の理論の相互作用を導入しようと思う．自由場ではただただ飛び交うしかなかったが，この相互作用の導入によって粒子が生まれ，消え，引き合い弾く，多様な現象が起こる．

さてその相互作用だが，系を指定するラグランジアンに高次の項を導入するのだ．

このφ^4の項が相互作用なのだ．

ラグランジアンにφ^4の項があることによって時空の各点にある場の"バネ"が変質してただのバネから特殊なものになる．

このバネの違いがこれから色々な問題を生んでいく．