결합 상수

물리학에서 결합 상수(結合常數, 영어: coupling constant)는 어떤 물리적 상호작용의 세기를 나타내는 상수다. 예를 들자면, 전자기 상호작용의 결합상수는 미세 구조 상수 (기본 전하), 약한 상호작용의 결합상수는 페르미 상수, 중력의 결합상수는 중력상수다.

결합 상수와 재규격화

결합 상수는 양자장론에서 이론이 재규격화할 수 있는지를 결정한다. 자연단위계 ($c_{0}=\hbar =1$)에서, 결합상수가 (질량 단위로) 양의 차원 (즉 [질량]ⁿ, n>0)의 단위를 가지면 이론은 초(超, super-)재규격화가능하고, 결합상수가 무차원이면 이론은 재규격화가능하고, 결합상수가 음의 차원을 가지면 이론은 재규격화할 수 없다. 예를 들어, 중력상수는 국제단위계로 단위가 N·(m/kg)²인데, 자연단위계로 적으면 [질량]⁻¹으로 음의 차원을 가진다. 따라서 일반상대론은 재규격화할 수 없다.

재규격화군 이론으로 낮은 에너지에서의 유효이론을 계산하면, 대개 결합상수가 양의 차원을 가진 상호작용은 그 세기가 점점 세지며, 무차원인 경우는 그대로, 음의 차원의 경우는 점점 약해진다. 따라서 낮은 에너지에서는 재규격화가능한 현상만 남는다.

같이 보기

• 재규격화, 차원 조절
• 양자장론(특히 양자 전기역학, 양자 색역학)
• 재규격화군
• 베타 함수

참고 문헌

• M. Peskin and D. Schroeder, An introduction to quantum field theory, ISBN 0-201-50397-2

외부 링크

• The Nobel Prize in Physics 2004 – Information for the Public
• Department of Physics and Astronomy of the Georgia State University - Coupling Constants for the Fundamental Forces