차단 (물리학)
물리학에서 차단(遮斷, 영어: cut-off 컷오프[*])는 어떤 물리량의 계산 과정에서 부여하는 최대 및 최솟값이다. 이는 양자역학 또는 상대성 이론과 같이 고려하지 않은 물리적 효과를 반영한 것일 수도 있고, 또는 재규격화 이론에서 조절의 일환으로 임의로 부여한 것일 수도 있다.
영어명 영어: cut-off 컷오프[*]는 "잘라냄"이라는 뜻이다. 이는 계산 과정에서 적분 범위를 임의로 제한하는 것을 잘라내기에 비유한 것이다.
적외 및 자외 차단
[편집]차단의 가장 대표적인 예는 에너지 또는 운동량 눈금에 대한 차단이다. 양자장론에서 등장하는 대부분의 적분은 매우 높은 또는 매우 낮은 에너지 및 운동량에서 발산한다. 높은 에너지 범위에서의 발산을 막기 위하여 최대 에너지 또는 운동량을 제한하는 것을 자외 차단(ultraviolet cut-off, UV 차단)이라고 하고, 낮은 에너지 눈금에서의 발산을 막기 위하여 최소 에너지 또는 운동량을 제한하는 것을 적외 차단(infrared cut-off, IR 차단)이라고 한다.
여기서 "적외" 및 "자외"는 양자 전기역학에서 유래한 것이다. 광자의 경우, 적외선은 가시광선보다 더 낮은 에너지를 가지고, 자외선은 가시광선보다 더 높은 에너지를 가진다. 광자에 대한 파인먼 도형의 적분에서, 적외 차단은 매우 긴 파장을 가진 적외선을 무시하게 하고, 자외 차단은 매우 짧은 파장을 가진 자외선을 무시하게 한다. 그러나 오늘날 "적외" 및 "자외"라는 용어는 입자의 종류에 관계없이 쓰인다.
계산에서의 효과
[편집]전형적인 차단의 사용례는 계산 과정에서 특이점이 생기는 것을 막는 것이다. 만약 일부 물리량이 에너지나 다른 물리량에 대해서 적분으로 계산된다면 차단은 적분의 한계를 결정할 것이다. 적당한 차단을 영이나 무한대로 보낼 때 정확한 물리학이 만들어진다. 그러나 이 적분들은 가끔 발산하여 차단이 필요하다. 물리량의 차단에 대한 의존성(특히 자외 차단)은 재규격화군 이론의 주된 논점이다.
같이 보기
[편집]참고 문헌
[편집]- Peskin, Michael E.; Daniel V. Schroeder (1995년 10월). 《An Introduction to Quantum Field Theory》. Westview Press. ISBN 0-201-50397-2. 2014년 9월 2일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 4월 5일에 확인함.