تباعد الأشعة فوق البنفسجية

في الفيزياء ، يُعرف التباعد فوق البنفسجي أو التباعد فوق البنفسجي بأنه حالة يتباعد فيها التكامل ، على سبيل المثال مخطط فاينمان ، بسبب مساهمات الأجسام ذات الطاقة غير المحدودة ، أو بشكل مكافئ، بسبب الظواهر الفيزيائية على مسافات متناهية الصغر.

بما أن النتيجة اللانهائية غير فيزيائية ، فإن التباعدات فوق البنفسجية غالبًا ما تتطلب معالجة خاصة لإزالة التأثيرات غير الفيزيائية المتأصلة في الصيغ الاضطرابية. على وجه الخصوص، يمكن إزالة التباعدات فوق البنفسجية في كثير من الأحيان عن طريق التنظيم وإعادة التطبيع . يُعرف الحل الناجح للتباعد فوق البنفسجي باسم الإكمال فوق البنفسجي . إذا تعذر إزالتها، فإنها تشير إلى أن النظرية ليست محددة جيدًا اضطرابيًا عند المسافات القصيرة جدًا.

يُستمدّ الاسم من أقدم مثال على هذا التباين، وهو " كارثة الأشعة فوق البنفسجية " التي ظهرت لأول مرة في فهم إشعاع الجسم الأسود . وفقًا للفيزياء الكلاسيكية في نهاية القرن التاسع عشر، ينبغي أن تزداد كمية الإشعاع على شكل ضوء عند أي طول موجي محدد مع تناقص الطول الموجي - وعلى وجه الخصوص، ينبغي أن ينبعث من مشع الجسم الأسود ضوء فوق بنفسجي أكثر بكثير من ضوء الأشعة تحت الحمراء . أظهرت القياسات عكس ذلك، حيث كانت الطاقة المنبعثة في أقصى حالاتها عند أطوال موجية متوسطة، مما يشير إلى قصور في الميكانيكا الكلاسيكية . أدت هذه المشكلة في النهاية إلى تطوير ميكانيكا الكم .

لقد حفّز النجاح في حلّ مشكلة الأشعة فوق البنفسجية الأصلية على البحث عن حلول لمشاكل أخرى تتعلق بتباعد الأشعة فوق البنفسجية. وقد حلّ ريتشارد فاينمان مشكلة مماثلة في الكهرومغناطيسية بتطبيق نظرية الحقل الكمومي من خلال إعادة التطبيع ، مما أدى إلى ابتكار الديناميكا الكهربائية الكمومية (QED). وأدت تقنيات مماثلة إلى النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات . ولا يزال تباعد الأشعة فوق البنفسجية سمةً أساسيةً في استكشاف النظريات الفيزيائية الجديدة، مثل التناظر الفائق .

وفي معرض تعليقهما على حقيقة أن النظريات المعاصرة حول التشتت الكمي للجسيمات الأساسية نشأت من تطبيق إجراء التكميم على الحقول الكلاسيكية التي تحقق معادلات الموجة، أشار كل من جيه دي بيوركن وسيدني دريل ^{[ 1 ]} إلى الحقائق التالية حول هذا الإجراء والتي لا تزال ذات صلة اليوم كما كانت في عام 1965:

أولًا، يقودنا هذا إلى نظرية انتشار الموجات التفاضلي. دوال المجال هي دوال متصلة لمعاملات متصلة x و t ، وتُحدد تغيرات المجالات عند نقطة x بخصائص المجالات القريبة جدًا من تلك النقطة . بالنسبة لمعظم المجالات الموجية (مثل الموجات الصوتية واهتزازات الأوتار والأغشية)، يُعد هذا الوصف تبسيطًا مثاليًا صالحًا لمسافات أكبر من الطول المميز الذي يقيس حبيبية الوسط. أما بالنسبة للمسافات الأصغر، فتُعدَّل هذه النظريات بشكل جذري. يُعد المجال الكهرومغناطيسي استثناءً بارزًا. في الواقع، حتى ظهور النظرية النسبية الخاصة التي أغنت عن ضرورة التفسير الميكانيكي، بذل الفيزيائيون جهودًا كبيرة لاكتشاف دليل على هذا الوصف الميكانيكي لمجال الإشعاع. بعد التخلي عن شرط وجود "أثير" ينقل الموجات الضوئية، أصبح قبول هذه الفكرة أسهل بكثير عندما أشارت الخصائص الموجية المرصودة للإلكترون إلى إدخال مجال جديد. في الواقع، لا يوجد دليل على وجود أثير يكمن وراء موجة الإلكترون. ومع ذلك، فإن افتراض نجاح وصف الموجة عند المسافات "الكبيرة" (أي الأطوال الذرية ≈) هو استقراء مفرط وعميق للمعرفة التجريبية الحالية.  يمكن تمديد نطاق (10⁻⁸ سم) إلى مسافات أصغر بعدد غير محدود من مراتب المقدار (على سبيل المثال، إلى أقل من ^أطوال النوى ≈ ⁽ 10⁻¹³  سم ). في النظرية النسبية، رأينا أن افتراض صحة وصف المجال في فترات زمنية مكانية صغيرة جدًا قد أدى - في نظرية الاضطراب - إلى تعبيرات متباعدة لطاقة الإلكترون الذاتية والشحنة الأولية. وقد تجاوزت نظرية إعادة التطبيع صعوبات التباعد هذه، مما قد يشير إلى فشل توسيع الاضطراب. ومع ذلك، يسود اعتقاد واسع بأن هذه التباعدات هي أعراض لاضطراب مزمن في سلوك النظرية على مسافات قصيرة. قد نتساءل إذن عن سبب استخدام نظريات المجال المحلي، أي نظريات المجالات التي يمكن وصفها بقوانين تفاضلية لانتشار الموجات، على نطاق واسع وقبولها. هناك عدة أسباب، من بينها سبب مهم وهو أنه تم التوصل، بمساعدتها، إلى منطقة توافق كبيرة مع الملاحظات. لكن السبب الأهم بسيط للغاية: لا يوجد شكل مقنع لنظرية تتجنب معادلات المجال التفاضلية.

• تباعد الأشعة تحت الحمراء
• القطع (الفيزياء)
• مجموعة إعادة التطبيع
• نقطة ثابتة للأشعة فوق البنفسجية
• نظرية الاضطراب السببي
• تنظيم دالة زيتا