В физике ультрафиолетовое расхождение или УФ -расхождение — это ситуация, в которой интеграл , например диаграмма Фейнмана , расходится из-за вкладов объектов с неограниченной энергией или, что то же самое, из-за физических явлений на бесконечно малых расстояниях.
Поскольку бесконечный результат нефизичен, ультрафиолетовые расходимости часто требуют специальной обработки для устранения нефизических эффектов, присущих пертурбативным формализмам. В частности, УФ-расхождения часто можно устранить регуляризацией и перенормировкой . Успешное разрешение ультрафиолетового расхождения известно как ультрафиолетовое завершение . Если они не могут быть удалены, они означают, что теория возмущений не является корректно определенной на очень коротких расстояниях.
Название происходит от самого раннего примера такого расхождения, « ультрафиолетовой катастрофы », впервые встретившейся в понимании излучения абсолютно черного тела . Согласно классической физике конца девятнадцатого века, количество излучения в виде света , испускаемого на любой конкретной длине волны , должно увеличиваться с уменьшением длины волны, в частности, должно быть значительно больше ультрафиолетового света , испускаемого излучателем черного тела, чем инфракрасного света . . Измерения показали обратное: максимальная энергия выделяется на промежуточных длинах волн, что свидетельствует о нарушении классической механики .. Эта проблема в конечном итоге привела к развитию квантовой механики .
Успешное разрешение первоначальной ультрафиолетовой катастрофы побудило искать решения других проблем ультрафиолетовой расходимости. Аналогичная проблема в электромагнетизме была решена Ричардом Фейнманом путем применения квантовой теории поля с использованием ренормализационных групп , что привело к успешному созданию квантовой электродинамики (КЭД). Подобные методы привели к стандартной модели физики элементарных частиц . Ультрафиолетовые расходимости остаются ключевой особенностью в исследованиях новых физических теорий, таких как суперсимметрия .
Комментируя тот факт, что современные теории квантового рассеяния элементарных частиц выросли из применения процедуры квантования к классическим полям, удовлетворяющим волновым уравнениям, Дж. Д. Бьоркен и Сидни Дрелл [1] указали на следующие факты о такой процедуре, которые до сих пор остаются актуальными . актуально сегодня, как и в 1965 году: