제가 말하고자 하는 것은 '시간에 의존하는(Time-dependent) 섭동' 인데요...
Scattering Matrix 를 전파자(그린함수)로 나타낼 때,
퍼텐셜 함수의 섭동항을 퓨리에 변환( V(x,t) -> V(q, E) )함수로 나타낼 때,
그린함수가 섭동차수가 높아질수록 겹쳐지고 겹쳐져서, 고차항으로 갈 수록 퍼텐셜의 작용 횟수(? 이걸 작용횟수라 불러도 정확한 표현일지는 모르겠으나)가 많아지잖아요.
그런데 이걸 파인만 다이어그램으로 나타내면, 입자가 진행하다가, 퍼텐셜의 영향을 한번 받으면 1차섭동, 2번 받으면 2차섭동, 3번 받으면 3차섭동 등등... 으로 해서 S-행렬의 섭동항을 차례대로 구하게 되는데....
예를 들어 섭동 V(x,t) 가 전자기장
즉, 퍼텐셜 V(x, t)의 형태는 쿨롱퍼텐셜이고
이 경우에 섭동항은
하전입자에 해당하는 파인만 도식 iZe들과
그 입자들 사이를 오가는 광자(여기서의 광자는 가상광자)의 파인만 도식인 ih/q² (q = Δp) 들의
곱과 적분들로 이루어지는 경우에 파인만 다이어그램으로 보면,
1차섭동에서는 광자를 하나 교환하고
2차섭동에서는 광자를 두개 교환하고
n차섭동에서는 광자를 n개 교환하는데...
물론 파인만 도식으로만 보면 광자들을 교환하는 모든 경우(1개 교환 경우, 2개 교환 경우, ... , n개 교환 경우, ...)들의 확률진폭의 벡터합이(제곱이 합이 아닌) 총 상호작용이 발생할 확률진폭이 되는데...
이것이 시간에 의존하는 퍼텐셜을 가질 때의 슈뢰딩거방정식을 풀기위한 수학적 해결책으로 섭동이론을 도입했기 때문인지,
아니면 실제로 광자들이 여러 개들이 교환되는 건지(실제로 가상광자는 관측되지 않기 때문에 가상광자잖아요;; 불확정성원리 때문에 생기는..)...
아니면, 섭동이론의 구조조차도 물리적으로 가상광자라는 가상적인 입자 '모델'을 도입함으로써 합리성을 부여했다(합리성이 될 수 있을런지는 모르겠지만;;)... 라고 할 수 있는 건가요?;;
결론적으로 제가 궁금한 건....
전자기력(상호작용이라 해야 하지만 좀 더 의미가 와닿게 하기 위해;;)을 전달하는 것이
'광자'라는 입자다... 라고 가정하면,
그리고 만약에 그것이 섭동에 근거한(즉, n차 섭동에서 퍼텐셜 작용이 n번 존재하는 수학적 구조) 라면,
과연 전자기력의 '매개입자'라는 것이 단지 수학적 비유가 아닌 '물리학적'으로 설득력을 가질 수 있는가.. 하는 것입니다.
(실제 전자기장(정확히는 벡터퍼텐셜A)를 조화진동자처럼 양자화하여
광자의 고유상태(편광포함) l (γ, vector k) > 를 구하여 광자라는 입자를 나타내는 건,
가상광자가 아니라 실제광자의 경우 같고 실제로 매개입자가 광자라는 것을 뜻하는 것 같진 않다고 보이는;;)
p.s.
제가 건드린 건, QED는 아직 멀은 것 같고;;;
(QFT같은 것도 본 적이 없기 땜시ㄱ- 디랙방정식도 아직 못 본 상태라... 아직.. )
그냥 슈뢰딩거방정식과 비상대론적 시간의존 섭동문제.. 에서 전파자(그린함수)를 쓸 때의 얘기인데...
더 나아가야 봐야 알 수 있는 거라면... 쩝...
첫댓글 섭동론은 양자역학의 특성은 아니고 고전역학에서 부터 쓰여져 왔던 테크닉입니다. 물리적의미는 대략 님이 언급한 데로 그렇다고 봐야 겠죠. 그렇지 않으면 디렉표기법에서 브라와 켓 벡터의 내적이 설명되지 않을 겁니다.