¿Qué es una explicación intuitiva de los contratérminos en la teoría cuántica de campos?

Realmente no hay una forma realmente intuitiva de describirlo. La renormalización siempre fue una especie de “arreglo” teórico para los cálculos de la mecánica cuántica. El problema surgió porque la teoría cuántica dicta algunos niveles cuánticos permisibles muy extravagantes, tanto grandes como pequeños.

Considere un átomo de hidrógeno. Tienes una especie de protón sentado en el medio y un electrón en órbita. Sin embargo, el electrón no puede orbitar de la manera tradicional. Es una onda además de una partícula y el tamaño de la órbita tiene que ser un múltiplo de la longitud de onda, o se anularía.

Ahora, si le das a ese electrón algo de energía extra, se moverá hacia la siguiente órbita más pequeña. estará un poco más alejado del protón en el centro, pero su trayectoria seguirá siendo un valor entero de su longitud de onda. No puede ser otra cosa. Puede hacerlo tantas veces como desee, cada vez que empuje el electrón cada vez más lejos, pero siempre requerirá más y más energía.

Cuando empieces a hacer ecuaciones de estado de campo, debes tener en cuenta todas esas órbitas, así como todos los estados posibles del protón en el centro.

Se convierte en un desastre. Algunos valores se vuelven infinitamente grandes y otros se vuelven infinitamente pequeños. los cálculos se desmoronan y parece que nada se puede medir en absoluto, a pesar de que los investigadores ya tenían algunos de los valores propios con un nivel justo de precisión.

Entonces alguien, creo que como Hendrick Lorentz, aunque pueda estar equivocado, tuvo la brillante idea de que, aunque todos esos valores pueden participar en el resultado final, los valores más extravagantes contribuyeron menos.

Por ejemplo, para volver al átomo de hidrógeno, hay una órbita de electrones tan grande que si el protón está cerca del ombligo, el electrón está apagado en la próxima galaxia en algún lugar. Es legal, porque el camino que tendría que tomar alrededor del protón es un múltiplo integral de la longitud de onda, pero se vuelve real. Tendrías que volar un par de estrellas para obtener tanta energía, no un electrón para moverlo tan lejos. La sugerencia de Lorentz fue que, en lugar de llevar la integral hasta el infinito, solo llevarlos a través de las primeras tres o seis iteraciones, ignorar los términos realmente grandes y muy pequeños y ver qué tan bien coincidían los cálculos con los valores observados. Entonces lo hicieron y resultó que coincidían maravillosamente. El partido no fue perfecto, pero sus instrumentos y medidas tampoco lo fueron.

Entonces, en resumen, no hay una buena justificación para la renormalización. Solo está introduciendo una especie de factor final para que las ecuaciones funcionen lo suficientemente bien como para que coincidan con los resultados observados.

Creo que más tarde, alguien, ya sea Richard Feynmann o Roger Penrose, finalmente logró una especie de justificación estadística para algunos tipos de renormalización.

No puedo tomar el crédito por esta respuesta. Viene a través de un miembro de Yelshir, una red social a la que solo pueden unirse las personas inteligentes.

Tengo mi propia respuesta: los términos-conter restan de la interacción una parte incorrecta. Sí, desafortunadamente, escribimos una interacción incorrecta, pero afortunadamente, para algunas teorías podemos restar la parte incorrecta y tener un buen residuo. Muy popularmente, sin embargo, lo suficientemente riguroso, se explica en mis documentos. Ver, por ejemplo, [1110.3702] Un modelo de juguete de renormalización y reformulación, sección 4.