Sökandet efter en kvantfältteori

link: http://cgoakley.org/qft/index.html

Dirac“[Renormalization är] bara en stop-gap förfarande. Det måste finnas vissa grundläggande förändring i våra idéer, förmodligen en förändring bara så grundläggande som den passage från Bohr bana teori till kvantmekanik. När du får ett nummer att vrida ut att vara oändlig och som borde vara ändlig, du måste erkänna att det är något fel med din ekvationer, och inte hoppas att du kan få en bra teori bara genom att doctoring upp det numret.”

— Paul Dirac, nobelpristagaren 1933

Feynmanshell spel som vi spelar … är tekniskt kallas “renormalization’. Men oavsett hur smart ord, det är stilwhat jag skulle kalla en dippy processen! Att behöva ta till sådana hokus-pokus har hindrat oss från att bevisa att teorin om quantum electrodynamics är matematiskt egna konsekvent. Det är förvånande att teorin fortfarande inte har visat sig vara self-consistent ett eller annat sätt nu, jag misstänker att renormalization är inte matematiskt legitima.”

— Richard Feynman, som fick Nobelpriset 1965

Quantum Field Theory utger sig för att vara den mest grundläggande av alla vetenskaper i att det handlar om den yttersta beståndsdelar. Termen “quantum field theory” används synonymt med “partikelfysik” och “high energy physics” på grund av att den experimentellt stöd för denna teori kommer från dyrt experiment med hög energi strålar av partiklar. Även om flera miljarder Euro experiment behövs för att tänja gränserna, teorier naturligtvis anspråk på att vara universell, och bör även gälla den välbekanta och vardagliga världen.

Nuvarande utövare inom området kommer utan tvekan att begråta det faktum att skattebetalarna i världen blir allt mindre villiga att hitta pengar för att betala för denna esoteriska studier. Tror de verkligen bryr sig om huruvida det är Higgs-partiklar eller tyngre smaker av kvarkar? Förmodligen inte. Varför inte? Eftersom det egentligen inte gör någon skillnad för sina egna liv. Deras budskap är tydligt: att studera teologi, filosofi eller “onyttig” grenar av vetenskapen, om du vill, men om kostnaden är mer än ett par akademiska löner då inte förvänta oss att betala.

Det var inte alltid så. I slutet av sjuttiotalet och början av åttiotalet, många av allmänheten följt den pågående drama av de grundläggande partikel världen med stort intresse, och inte bry sig om kostnaden för experiment. Det var, trots allt, ett prestigeprojekt, som Apollo-programmet.

En hel del av det hade att göra med namnen: “kvarkar” med sina olika “smaker” och “färger”, med egenskaper som “konstigt” och “charm”. “Gluoner” som band dem samman. Den enorma och mind-blowing skala av experiment vid CERN eller Fermilab eller SLAC. Den entusiastiska (om det till stor del uncomprehended) förklaringar av akademiker på området, med sina diagram och maniska gester. Vid ett tillfälle, det verkade som att alla andra populärvetenskapliga programmet på TV var om partikelfysik. Jag kommer verkligen ihåg ett maraton en på BBC2 runt 1976, vars klimax nu var genomgången av de mönster av SU(3) Hyperons av Omega Minus. En partikel som förutsägs av teorin och därefter upptäcktes av experiment. Vad kan vara mer tillfredsställande? Jag minns särskilt intervjuer med Abdus Salam och Richard Feynman. Frid vare med honom) gjorde sitt plugg för Indisk kultur genom att prata om kupoler i Taj Mahal och hur deras symmetri gjorde dem vackra. Hans poäng var att denna princip av symmetri kan tillämpas på fysik. En annan sak jag minns var Feynman säga att han inte var helt bekväm med att “mäta” – teorier, men då var han en gammal timer, och vad visste han? (Ser tillbaka på det nu, som var rik, som kommer från honom, eftersom han fick Nobelpriset för den ursprungliga gaugeteori – quantum electrodynamics).

Det var svårt att inte fastnar i detta. Oxford: s bidrag på den tiden (1980) var en serie öppna föreläsningar på Wolfson College, den mest minnesvärda som gavs av Murray Gell-Mann, en av de ledande ljusen i området.

Både Tim Spiller, min handledning partner, och jag ville göra forskning på området, och vi båda lyckades. Han gjorde en Ph. D. vid Durham University och jag en D. Phil. på Oxford, efter ett års utbildning vid Cambridge för att studera relevanta matematik. Tim och jag var den bane av våra lärare som studenter på grund av det sätt som vi aldrig skulle acceptera en “hand-vinka” (unrigorous) förklaringar. Jag vill tro att den goda sidan av detta fussiness var att de teser vi så småningom produceras (i helt olika grenar av fältet teori) var av högre kvalitet än genomsnittet.

Det som var speciellt med gaugeteorier, tydligen, var att de var “renormerbar”. Precis vad gaugeteorier och renormalization var jag upptäckte inte förrän jag åkte till Cambridge. Renormalization misslyckats med handen-att vinka testa kapitalt.

Detta är hur det fungerar. På det sätt som kvantfältteori är gjort – även i denna dag – du får oändlig svar för de flesta fysiska kvantiteter. Är vi verkligen säga att partiklar kan produceras med oändliga sannolikheter i spridning experiment? (Sannolikheter per definition inte kan vara större än ett). Tydligen inte. Vi bara tillämpa vissa matematiska slakteri till integraler tills vi får de svar vi vill ha. Så länge som detta blodbad är systematisk och konsekvent, vad det nu innebär, så kan vi beräkna oavsett, och vet du vad, vi får fantastiska avtal mellan teori och experiment för viktiga mätbara kvantiteter (anomala magnetiska ögonblick av leptoner och Lammet skift i Väte atom), liksom alla de enklare spridning amplituder.

“Du får har elva signifikanta siffror av avtalet, men har du fuskat för att få det, och så det räknas inte”, säger jag.

“Vad spelar det för roll”, säger de. “Detta kan inte vara en slump. Vad har vi här har fått vara den bästa teorin någonsin.”

“Det är inte en teori”, säger jag. “Det är bara skräp. Jag gjorde inte spendera år med att lära sig reglerna för matematik bara för att överge dem första gången de sig ut för att vara obekväm.”

Så länge jag har vetat om det har jag argumenterat mot renormalization. Å andra sidan ville jag få min examen, så jag valde just forskning som undvek att konfrontera problemet. Jag försökte komma tillrätta med en del av de saker som man har att ta itu med innan det blir att renormalization: frågor med anknytning till icke-växelverkande fält, till exempel spin-statistik sats och Lagrangians för partiklar i högre spinn. Det var några intressanta saker att utforska, mest för att klargöra samband mellan arbete i området och de underliggande principer, vilket är vad jag gjorde för min doktorsavhandling. Detta har gjorts av Mars 1984, vilket lämnade mig med ett par månader i handen, så jag började titta på renormalization igen för att se om jag kunde göra något mer meningsfullt av det andra gången.

Då upptäckte jag något mycket fint. Om fältet är skriven som en potensserie i kopplingskonstanten, då området ekvationer möjliggöra en enkel minskning av en växelverkande fält i form av det fria fältet och någon amplitud kan beräknas bara genom inspektion. Jag skrev detta i ett preprint här. Tanken var så enkelt att jag fann det svårt att tro att jag var den första att se det. Tja, det är inget nytt under solen, och se till nog – som jag upptäckte i slutet av 2005 och början av 2006 – vad jag hade var en gammal idé som bara hade vissnat på rankan. Stueckelberg1 trodde det först, 1934, men Källén2 (som inte verkar ha varit medvetna om Stueckelberg arbete), har också tänkt på det 1949.

Tanken har två konsekvenser som borde ha gett grundarna av kvantmekaniken en hel del sorg. Först den lokala område ekvationer de skulle förvänta sig att kunna använda ge meningslös, oändlig svar (en funktion som för övrigt alla andra behandling av quantum field theory). För det andra egenskaper som orthonormality på grund av partikel staterna på konstant tid gäller inte längre. För den förra, ett sätt att runda det är inte att använda strikt lokala område ekvationer. Den enda anledningen till att välja ett område ekvation över en annan är att komma överens med experiment (även om det normalt på ett sådant sätt att införliva experimentellt grundade övertygelser i invarians principer, såsom den speciella relativitetsteorin). Om lokala området ekvationer ger oändliga svar då är det uppenbart att de inte är överens med experiment. Det är dock möjligt att göra en justering – känd som “normal-beställning” – som eliminerar problemet, åtminstone i Källén-Stueckelberg strategi. Det sistnämnda problemet är Haag sats: i närvaro av interaktioner, det är alltid antas att Hamiltonianen kan delas upp i en “gratis” och “interaktion”. Den “fria” delen används för att definiera en orthonormal basis av stater där den interaktion som gäller. Men Haag ‘ s teorem säger att detta inte är möjligt, eller för att uttrycka det på ett annat sätt, det är inte möjligt att konstruera en Hamiltonsk operatör som behandlar en växelverkande fält som en fri man. Haag ‘ s teorem förbjuder oss från att tillämpa störningsteori vi lärde oss i kvantmekanik till kvantfältteori, en omständighet som väldigt få är beredda att överväga. Även nu, text-böcker på quantum field theory glatt bryter mot Haag ‘ s teorem på grund av att de inte vågar begrunda konsekvenserna av att acceptera det.
Dock, i min mening, godkännande av Haag ‘ s teorem är ett mycket bra ställe att börja. nästa papperet jag skrev, 1986, följer upp detta. Det tar min 1984 papper och lägger till två saker: för det första en direkt lösa med den lika-tid commutators, och för det andra, en fysikalisk tolkning där samspelet bilden är återupptäckt som en approximation.

Med beaktande av det första tvivlar jag på om detta har gjorts tidigare på det sätt som jag har gjort det3, men den slutsatsen är något som vissa kan hävda är självklart, nämligen att lokala område ekvationer är en nödvändig följd av fält pendling för spacelike mellanrum. Vissa kallar detta kausalitet, med argumentet att om områden som inte beter sig på detta sätt, då i vilken ordning saker och ting att hända skulle bero på en (relativistiska) referensram. Det är säkert inte så svårt att se den naturliga följden, nämligen att om vi börjar med lokala område ekvationer, så lika tid commutators är inte inkonsekvent, medan icke-lokala område ekvationer kan mycket väl vara. Detta verkar bra, och spin-statistik sats är en användbar följd av principen. Men i själva verket var detta inte det svar jag ville verkligen som lokala område ekvationer verkade leda till oändlig amplituder. Det kan vara så att lokala område ekvationer med de villkor som tas i normal ordning – vilket undvika dessa oändligheter – att lösa commutators, men om de gör det så är det förmodligen ett bättre argument för att vara än det ena ger jag i denna uppsats. Att ersätta Haag expansioner (godtyckliga belopp av normal-beställt tensor produkter av gratis fält) direkt i commutators är en självklar sak att prova här. Jag gjorde trevande försök runt oktober 2001, utan att göra stora framsteg, men jag tror att med enl field equatlite mer uppfinningsrikedom, det skulle kunna vara en lösning ur det. Min senaste tänkande (2012 och senare), men, är att locaions är inte problemet. Källan av svårlösta oändligheter i kvantfältteori är sannolikt bara det omöjliga i att utöka runt e = 0 (jag kommer att lägga upp mer när jag har fått mer tid för att undersöka).

Med beaktande av den andra sak, matrix-element består av transienter plus bidrag som överlever för stor tid förskjutningar. Den senare visar sig vara exakt det som skulle erhållas genom att Feynman diagram analys. Jag vet nu att – till viss del – jag var bara återbesök mark som redan utforskats av Källén och Stueckelberg4.

Min tredje papperet gäller allt detta till det specifika fallet med quantum electrodynamics, replikera alla spridning amplituder upp till träd nivå. Som för återgivning av de “framgångar” i traditionell QED, nämligen Lamb shift och den anomala magnetiska ögonblick av leptoner, jag vet inte. Jag vill vara säker på att jag hade en förståelse av bundna stater innan jag försökte ett Lamm skift beräkning och vill vara säker på att jag förstod den klassiska gränsen för fotonen fältet innan jag försökt att beräkna den anomala magnetiska moment av leptoner. Att hitta tid att göra det som är problemet.

Här är den korrespondens jag hade med tidskrifter. Det verkar som min största motståndare var den så kallade axiomatiska fältet teoretiker”, som inte nöjer sig bara att vara oense, verkade vara fast beslutna att se till att inget skrev jag någonsin fått i print. Det är intressant, förresten, att en sådan grupp som borde finnas på alla. Efter alla, man behöver inte “axiomatiskt” kärnfysiker, “axiomatiskt” kemister eller “axiomatiskt” bilister. Eftersom “axiomatiskt” innebär helt enkelt att lyda reglerna, användning här borde vara en pleonasm. Antingen är man ett fält teoretiker, i vilket fall – om inteman kan formulera bättre – man är bunden av reglerna, eller att man inte är ett fält teoretiker alls. Om du har stoppats för fortkörning och berättade för polisen att du inte var en axiomatisk bilist och omfattas därför inte av trafikregler det kanske inte hjälper i ditt fall. Min interaktion med den axiomatiska fältet teoretiker, men bara påminde mig om varför de är oviktigt, och numera verkar det som att det bästa de kan komma upp med är ett system där extra grader av frihet införs midstream och ett krystat “gräns” för den nyligen introducerade parametrar tas (Epstein-Glaser-metoden). Utanför sin grupp, detta skulle kunna kallas renormalization, och om de självutnämnda väktarna av matematiska anständighet är att sanktionera renormalization, som är tänkt att vända dig?

Mitt förslag, i ett nötskal, är detta: skriv växelverkande fält som summor av tensor produkter av gratis fält. Använda koefficienter i den expansion som är de som följer av de vanliga lokala rörelseekvationerna (kanske de villkor som skall visas i normal ordning, men jag är inte längre säker på om det). Använd sedan de kända egenskaper hos gratis fält för att utvärdera matris med elementen direkt. Jämförelse av dessa uttryck med tidsberoende störningsteori (från ordinarie kvantmekanik) visar att dessa består av transienter plus tree-Feynman diagram amplituder. Eftersom ingen ny definition av massa, koppling eller fält aktörer krävs (oändlig eller på annat sätt), det är ingen renormalization.

Tyvärr för mig, men de flesta utövare i området verkar inte bry sig om inkonsekvenser i kvantfältteori, och det gäller min ensamma kampanj mot oändlig borttagna meddelande i bästa fall som en banala städa-upp motion och i värsta fall ett direkt och personligt hot mot deras levebröd. Jag erkänner att jag är förvånad över några av de reaktioner jag fått. I de allra flesta fall är frågan inte ens upp till diskussion.

Förklaringen till detta motstånd är kanske att hittas på nobelpris i fysik webbplats. Sex priser delades ut för quantum field theory är alla för det arbete som är starkt beroende av renormalization. Dessa är som följer:

  • 1965. Feynman, Schwinger och Tomonaga, “för deras grundläggande arbete i quantum electrodynamics, med djup plöjning konsekvenser för fysik, elementarpartiklar”.
    Jag är inte säker på vad jordbruks hänvisning om, men alla var de mycket att bevisa var att om du subtrahera infinity-från infinity, kan du få alla svar du vill ha. Kolla in detta den senaste tidens papperet av den ryske forskaren V. S. Neznamov. Genom att välja en annan renormeringsmetod, han får olika svar för Lamb shift och anomala magnetiska ögonblick från Feynman, et al. Han verkar vara missnöjd med detta, men enligt min ödmjuka åsikt, sin olycka bör inte vara med specifika resultat, utan snarare med det faktum att med vissa justeringar, han kunde få något annat svar också, bland annat, om han verkligen vill det, “rätt” och kära.
  • 1979. Glashow, frid vare med honom) och Weinberg, “för deras bidrag till teorin om enhetlig svag och elektromagnetisk växelverkan mellan elementarpartiklar, inklusive, bland annat, förutsägelse av den svaga neutrala aktuell”.
    Prognos och senare upptäckten av svaga, neutrala strömmar är imponerande, men andra aspekter av modellen är skakig. Renormalizability, anledningen till att välja spontant brutna gaugeteorier, är inte för mig ett godtagbart kriterium, och Higgs-mekanismen är påhittat nonsens5. Även om jag har några bra idéer om vad som är nytt grundläggande partiklar kan vara som väntar på att bli upptäckt, jag kan fortfarande hopp om att närmare studera den nyupptäckta 0+ resonans på runt 125 GeV regler det ut som en Higgs-kandidat sedan teoretiker kan uppmuntras att överge sin moderna alkemi för vetenskap.
  • 1982. Wilson, “för hans teori för kritiska fenomen i samband med fas övergångar”.
    Wilsons verk används i kvantkromodynamiken, för att förstå strukturen kvar. Jag förstår fortfarande inte kvar, och jag är inte säker på att någon annan, bortsett från Gud, inte heller, trots detta arbete.
  • 1999. ‘t Hooft och Veltman, “för att belysa den kvantmekaniska struktur electroweak samverkan inom fysiken.”
    Förmodligen priset är för deras bevis på renormalizability av gaugeteorier.Helt enkelt, det här är inte tillräckligt bra. resultat av att subtrahera infinity-från infinity är obestämda (elementära matematiska faktum). Man kan passa finita “effektiv” teorier inom detta obestämbarhet, låna några kläder av kvantfältteori, men man ska inte låtsas att sådana teorier härrör från quantum field theory. De är inte: de är bara inspirerat av det.
  • 2004. Brutto, Politzer och Wilczek, “för upptäckten av asymptotisk frihet i teorin för den starka växelverkan”.Detta arbete använder något som kallas “renormalization grupp”. Eftersom renormalization grupp kan härledas från elementary kvantfältteori bara genom matematiskt-meningslöst oändliga borttagna meddelande, kan man dra slutsatsen att det inte kan härledas från elementary quantum field theory alls. Det är därför en utgångspunkt snarare än en följd av att några djupare princip. En del av renormalization gruppen är att kopplingskonstanten för en teori är vilseledande namn, som inte är en konstant på alla, och det är en situation där det kan gå till noll om fart överföring är stor. Detta kallas “den asymptotiska friheten”. Brutto-Politzer-Wilczek arbetar visade asymptotisk frihet för kvantkromodynamiken, vilket är i överensstämmelse med vad som experiment verkade vara indikerar om den starka växelverkan.
  • 2013. Englert och Higgs, “för den teoretiska upptäckten av en mekanism som bidrar till vår förståelse av ursprung av massa av subatomära partiklar, och som nyligen bekräftades genom upptäckten av den förväntade grundläggande partikel, ATLAS och CMS experiment vid CERN: s Large Hadron Collider”. Det verkar finnas meningsskiljaktigheter om vars namn bör vara knuten till denna skumma bit av matematik, men personligen, om detta var det bästa jag kunde komma upp med, jag skulle inte skryta om det. För allt jag vet kan det vara en strikt sätt att göra saker som får liknande svar, men som det står, deras mekanism för att mäta bosoner skaffa massa knappast vettigt klassiskt, strunt i kvantvärlden.

Av dessa utmärkelser, svenska Akademien är medvetet godkänna usel vetenskap, vilket återspeglar det faktum att usel vetenskap har blivit mainstream. Partikel fysiker accepterar nu renormalization mer eller mindre utan demur. De tror att de har löst problemet, men verkligheten är bara det att de har gett upp att försöka. Vissa verkar till och med vara stolta över sina insatser, berömt dygder provisoriska “effektiv” field teorier som kan infogas i det oändligt bred lucka definieras av oändlighet minus oändligheten. Trots detta har nästan alla medge att saker och ting kan bli bättre, det är bara det att de anser att för att försöka förbättra situationen är löjligt höga sinnade och idealistisk. Ingen som jag har talat med räknar med att se en lösning i sin livstid. De tror att det är möjligt att vi lever i ett universum som består av små vibrerande strängar i 11 dimensioner – trots den totala bristen på stöd för detta begrepp, men de kan absolut inte tro att beräkningar (i fyra dimensioner) att de studerat när de var doktorander kan göras utan matematiska fingerfärdighet. Inte heller verkar vara intresserade av att undersöka den möjligheten. Så med en massa saker, Feynman hade ett trevligt sätt att uttrycka det: “Renormalization är som att ha en toalett i huset. Alla vet att den finns där, men du behöver inte tala om det.” Men personligen ser jag inte hur de grundläggande fysik kan flytta på tills problemet är löst. Innan det kan lösas, det måste åtgärdas, och innan det kan behandlas, det måste erkännas. Jag kämpar även för att få problem erkänt. Vi har nu en situation där om du frågade en teoretisk partikel fysiker, “Skulle du vilja kunna beräkna Lamb Shift utan någon renormalization?” får svaret “självklart!” Men om du då frågade, “Är du beredd att sponsra ett projekt som försöker detta?” och svaret skulle alltid vara “Nej”. Slutligen, i och med denna attityd, att de bara skadar sig själva. Botching kan vara en oundviklig del av många praktiska försök, där tidsfrister som måste uppfyllas och kunder vara nöjda, men på forskningsfronten kan det inte motiveras.

För dem av er som är påverkas av argument från auktoritet (jag gillar att tänka att jag är inte en av dem, förresten), man skulle nästan kunna göra mål mot renormalization på dessa grunder. Stöd utsikt över en Nobel pristagare (Dirac) mot de fjorton som anges ovan kan motiveras med att säga att med undantag Feynman – som i alla fall hade massor av tvivel om renormalization – Dirac mer inverkan på fysik än de andra att sätta ihop6.

Fysiker är först och främst forskare. De är inte i första hand matematiker och de är inte religiösa fanatiker (åtminstone inte i fråga om arbete). I den utsträckning som de är tillåtna att tro att deras förklaringar är i vilken utsträckning de har verifierats i experiment. De har därför rätt till en stark tro på kvantmekanik och speciell relativitetsteori, som båda verkar för att klara alla de olika experimentella tester som kastas på dem. De har också rätt att tro på vektor partiklar som förmedlar den svaga växelverkan. De har rätt att tro på kvarkar. Följande dock är mindre säker: den allmänna relativitetsteorin, som teorin om gravitation och kvantkromodynamiken som teorin om den “starka” kärnvapen.

För att ta den första, “bevis” i den Allmänna Relativitetsteorin är lätt att böja, precessionen av ihjälskjuten av Kvicksilver och gravitationella red-skift. Alla dessa är små effekter, och även om resultaten inte motsäger G. R., att de inte menar att det är den enda möjliga förklaringen heller. Den allmänna Relativitetsteorin är som kvantmekanik i att det är inte så mycket en teori som ett helt sätt att tänka, och det kan vara mycket svårt att passa något så storslaget som det här med andra ramar, kvantmekanik i synnerhet. Om det finns en konflikt mellan kvantmekanik och G. R. då vetenskapsman (om inte matematiker) är tvungen att välja kvantmekanik. Med allvar experimentella data, eller åtminstone data som inte kan förklaras med Newtons gravitation är otroligt gles jämfört med de resultat som stöd kvantmekanik. Vad vi skulle vilja ha är ett försök att testa gravitationen på mikroskopisk nivå, på samma sätt som kvantoptik tester elektromagnetism på den kvantmekaniska nivån, men kommer vi någonsin få dessa? Oförmåga att få ett experimentellt grepp om quantum gravity får mig att undra om det ens finns alls i sin egen rätt. Kanske gravitationen bara en slags restpost av andra krafter, som van der Waals attraktion i kemi? Om man antar att detta begrepp är fel, vad om starka gravitationsfält? Faktum är att vi inte vet någonting om den värld av starka gravitationsfält, ett faktum som inte har stoppats Astrofysiker för att ge namn till objekt som är tänkt att ha en sådan, en sådan som neutronstjärnor och svarta hål. Tyvärr, ett observatorium är inte ett laboratorium. Det är mycket svårt att förstå eller ens påvisa förekomsten av sådana föremål om du har en viss grad av kontroll över dem.

Det andra området av osäkerhet är, enligt min uppfattning, den “starka” kärnvapen. Kvarkmodellen fungerar bra som en klassificering verktyg. Det förklarar också djupt oelastisk lepton-hadron spridning. Begreppet quark “färg” ger ytterligare en möjlig förklaring, bland annat, av tendensen för kvarkar till gäng tillsammans i grupper om tre, eller i kvark-antikvark par. Det är tydligt att kraften måste vara stark för att övervinna elektrostatiska effekter. Utöver att det är mindre av en exakt vetenskap. Kvantkromodynamiken, den gaugeteori av quark färg är kandidat teori om bindande kraft, men vi är begränsade av det faktum att bundna stater inte kan göras på ett tillfredsställande sätt med quantum field theory. Analogin för beräkning av atomic energy nivåer med quantum electrodynamics skulle vara att beräkna hadron massor med kvantkromodynamiken, men den enda teknik som finns för att göra detta – galler gaugeteori – trots decennier av arbete med många duktiga människor och verkligen fenomenala mängder datorkraft som man kastar på problemet, verkar inte vara det ändå, och även om det var många, inklusive mig själv, skulle vara fråga om vi har fått mycket insikt genom sprickbildning denna speciella muttern med en så tung hammare.

diskussion (bilder i PDF-format) på mitt arbete som ges vid Universitetet i Dortmund (Tyskland) den 12 Maj 2011. Jag fick i e-post korrespondens med Professor, Heinrich Päs, som är att skriva en populärvetenskaplig bok som nämner min stor-onkel Willem. I samband med vår korrespondens jag lyckats bjuda in mig själv för att hålla ett föredrag om min quantum field theory arbete – den första på över 20 år. Publiken var en ung publik av mestadels phenomenologists. Jag fann, till min milda förvåning, att jag fick trycka på en öppen dörr här som publiken verkade hålla med min kritik av renormalization. Om något kommer ut av det vet jag inte, men om jag ger talk igen och då blir det fler bilder som jag hade avslutat den viktigaste prata i ungefär en halvtimme.Den enda akademiska ha studerat mina argument under de senaste 20 åren så är jag medveten om, var tidigare Harvard biträdande professor Lubos Motl. Han bestämde sig på, antar jag, ungefär en minut undersökning att det jag gjorde var att Feynman-Dyson störningsteori i förklädnad. Det är faktiskt mycket enklare. Quantum field theory är onekligen en svår fråga, men fler människor borde åtminstone känna till det allra nödvändigaste. Jag vill därför ge dem här. Kunskap om QFT att första året på avancerad nivå förutsätts.

Den 26 februari 2012 blev jag intervjuad av Filip Mereton på WebTalk radio. Länk är here. Att säga att jag var “kört i fysik gemenskapen för att framföra invändningar mot fudging problem” är kanske att dramatisera lite, men det är förvisso sant att säga att jag inte lämnar de grundläggande fysik med sådana uppgifter frivilligt.

Lyckligtvis har jag inte missat mycket under de senaste 30 åren eller så. Utan något mycket av relevans från de teoretiker sedan 1970-talet, med hög energi fysik experimentella gräns vid CERN är bara att testa teorier från den eran. Teoretiker, när de intervjuas i medier nu, som att tala om människan svart hål, högre dimensioner, superstrings, parallella universa och annat untestabilities. Allt för att avleda uppmärksamheten från det faktum att det mestadels är de inte längre är relevanta, och att mycket av det som de inte längre kan även klassificeras som vetenskap.

Jag skulle vilja påstå att acceptans av renormalization var av avgörande betydelse att ge avkall på den vetenskapliga normer, och en som så småningom öppnade dörren till pseudovetenskap.


Fotnoter (klicka på fotnot för att återgå till relevant punkt i texten):

1 Relativistisch invariante Störungstheorie des Diracschen Elektrons, av E. C. G. Stueckelberg, Annalen der Physik, vol. 21 (1934). Min tyska inte är allt som det ska vara, jag har förlitat sig på en pre-rötas versionen av detta dokument ges här: Vägen till Stueckelberg är Kovariant störningsteori som framgår av Efterföljande Behandlingar av Compton-Spridning, av J. Lacki, H. Ruegg och V. L. Telegdi (1999). Mitt tack till Danny Ross Lunsford för att dra uppmärksamhet till det senare.

2 Mass – och ut-renormalizations i quantum electrodynamics utan användning av interaktion representation, Arkiv för Fysik, bd. 2, #19, s.187 (1950), och Formella integrationen av ekvationer av kvantmekaniska teorin i Heisenberg representation, Arkiv för Fysik, bd. 2, #37, s.37 (1950). Både Gunnar Källén. Detta är faktiskt i 1951 års volym i biblioteket som jag använde (Bodleian i Oxford). Det arbete som finner sin väg in i hans lärobok Quantum Electrodynamics (pub. av George Allen and Unwin (1972), s. 79-85, men istället för att följa den idé som jag gjorde, att han omedelbart ger upp, med hjälp av Feynman-Dyson störningsteori i resten av boken.

3 Faktiskt, denna uppsats: På kvantfältteorier, Matematisk-fysiske Meddelelser, 29, #12 (1955), av Rudolf Haag, löser spacelike commutators i §5, men för den begränsade fall av Φ3 teorin, och bara för att första för i power series expansion. Till skillnad från min analys, Haag ställer inga restriktioner för första gången derivat av området, och finner en något mer generell lösning, där vissa derivat kopplingar är tillåtna.

4 några kommentarer, men. Stueckelberg använder power series expansion i det ena hopfogade stycket, och återstoden av den energisparande stolpe för att ge den fysiska tolkningen. Något mycket liknande används i mina papper. Men Stueckelberg är inte riktigt andra kvantiserad: hans fotoner lägen i en hålighet, och hans elektroner våg funktioner snarare än fält aktörer. Fermioner kan inte skapas eller förstöras och så att den enda process som han kan behandla är Compton-spridning (scattering av en enda foton av en enda elektron). Intressant, hans efterföljande artiklar verkar tyda på att han övergav snart den kovariant strategi, i stället byta till, och ofta förutse, icke uttryckligen kovariant S-matris metoder för Dyson, Feynman och Schwinger. Kunde han ha gett upp på grund av problem med Samspelet Bilden? Vi får aldrig veta. Med tanke på att hans 1934 metoder är så mycket enklare, mer elegant och mer kraftfull, jag är fortfarande förvånad över att han gärna sluta arbeta på dem. Källén papper, sexton år senare, är ordentligt andra kvantiserade, men hans fysiska tolkningen är mindre elegant som hans bästa ambition är bara att reproducera Dyson resultat, som strängt, gäller bara att sprida processer. Källén papper skulle vara lättare att läsa om han gjorde mer användning av fyrdimensionell fart utrymme. Han arbetar ut en grafisk representation som han hävdar är bara Feynman diagram, men det är de inte. De är mer som diagrammen i mina papper som har två typer av linjen för varje partikel typ. De två typerna av linje som är förvillande dragit samma i hans papper, även om han går sedan vidare för att beräkna ljudnivåer på rätt sätt genom att behandla dem på olika sätt.

5 Journalister snälla, snälla, snälla sluta kalla Higgs den “Gud” partikel! För det första, det gör inte ge massa att alla partiklar i universum. Det bara “ger massa” (om du vill kalla det så) att den massiva vektor bosoner som förmedlar den svaga växelverkan – en liten del. För det andra, om något har ingen ro massa betyder det inte att det inte finns! Ta foton. Att inte ha haft nytta av den “Gud” som en partikel, det har noll vila massa. Du säger alltså att det inte existerar? Så du tror inte på elektricitet, magnetism och ljus?

6 Från De Märkligaste Man, en biografi av Dirac av Graham Farmelo, vi har en indikation på Dirac starka känslor om renormalization (s. 409):

[1983, Pierre Ramond] bjöd Dirac för att ge ett föredrag om hans idéer på Gainesville någon gång tyckte han, och tillade att han skulle vara glad över att köra honom dit och tillbaka. Dirac svarade direkt: “Nej! Jag har ingenting att prata om. Mitt liv har varit ett misslyckande!”
Ramond skulle ha varit mindre chockad om Dirac hade slagit honom i huvudet med ett basebollträ. Dirac förklarade sig själv utan känslor: kvantmekanik, en gång så lovande ut för honom, hade hamnade inte ens för att ge en korrekt grund av något så enkelt som en elektron interagera med en foton – de beräkningar som slutade med meningslösa resultat, full av oändligheter. Tydligen på autopilot, fortsatte han med samma polemik mot renormalisation han hade levererat för omkring fyrtio år. Ramond var för chockad för att lyssna med någon koncentration. Han väntade tills Dirac var klar och gått lugnt innan påpeka att det redan fanns rå versioner av teorier som verkade vara gratis i oändligheter. Men Dirac var inte intresserad: desillusion hade krossat hans stolthet och ande.
Den enda akademiska ha studerat mina argument under de senaste 20 åren så är jag medveten om, var tidigare Harvard biträdande professor Lubos Motl. Han bestämde sig på, antar jag, ungefär en minut undersökning att det jag gjorde var att Feynman-Dyson störningsteori i förklädnad. Det är faktiskt mycket enklare. Quantum field theory är onekligen en svår fråga, men fler människor borde åtminstone känna till det allra nödvändigaste. Jag vill därför ge dem här. Kunskap om QFT att första året på avancerad nivå förutsätts.

Den 26 februari 2012 blev jag intervjuad av Filip Mereton på WebTalk radio. Länk är here. Att säga att jag var “kört i fysik gemenskapen för att framföra invändningar mot fudging problem” är kanske att dramatisera lite, men det är förvisso sant att säga att jag inte lämnar de grundläggande fysik med sådana uppgifter frivilligt.

Lyckligtvis har jag inte missat mycket under de senaste 30 åren eller så. Utan något mycket av relevans från de teoretiker sedan 1970-talet, med hög energi fysik experimentella gräns vid CERN är bara att testa teorier från den eran. Teoretiker, när de intervjuas i medier nu, som att tala om människan svart hål, högre dimensioner, superstrings, parallella universa och annat untestabilities. Allt för att avleda uppmärksamheten från det faktum att det mestadels är de inte längre är relevanta, och att mycket av det som de inte längre kan även klassificeras som vetenskap.

Jag skulle vilja påstå att acceptans av renormalization var av avgörande betydelse att ge avkall på den vetenskapliga normer, och en som så småningom öppnade dörren till pseudovetenskap.


Fotnoter (klicka på fotnot för att återgå till relevant punkt i texten):

1 Relativistisch invariante Störungstheorie des Diracschen Elektrons, av E. C. G. Stueckelberg, Annalen der Physik, vol. 21 (1934). Min tyska inte är allt som det ska vara, jag har förlitat sig på en pre-rötas versionen av detta dokument ges här: Vägen till Stueckelberg är Kovariant störningsteori som framgår av Efterföljande Behandlingar av Compton-Spridning, av J. Lacki, H. Ruegg och V. L. Telegdi (1999). Mitt tack till Danny Ross Lunsford för att dra uppmärksamhet till det senare.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *