Memo72 紫外発散(ultraviolet divergence)

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今日は自己エネルギー(発散積分)と紫外線(ultraviolet)についてです。

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これを扱うのは大変です。ここで適当かつ大胆に運動量Z成分以外はゼロにして1次元にしてみます。
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としてみますと、
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被積分関数は例えば、
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となっています。グラフに描いて見ると、
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非常に大雑把に見れば内線部分の積分
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といった形式になっています。先程の例も同じで結果的には無限大に発散する。積分の値を見てみると、
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と対数的に無限大に向かって発散していきます。(対数発散

ここで次のように微分して再び積分をしてみる。微分して積分するので一見何もしていない事になりますが、ちょっとしたトリックに見えます。
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という事で先程の対数発散する積分
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と書けます。Cは不定積分のための任意の定数です。log(q)は有限なのでCが無限大だという事になります。

光のエネルギーは
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で、先程の積分の分母をこの波長だと思えば
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積分の発散は振動数の高い(波長の短い)所によるものだと分かります。
このためこの手の発散は「紫外発散」ultraviolet divergence と呼ばれます。