Note168 次元正則化(dimentional regularization)

次元正則化は, 紫外発散を回避する正則化で例えば4次元の計算(4は次元)
https://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/c/cat_falcon/20190805/20190805133523.jpg
と発散する計算を次元をdというパラメータに置き換えて計算して
https://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/c/cat_falcon/20190805/20190805133527.jpg
とする方法。どうしてこんな変態的な計算をするのか?簡単な具体例(イメージとして)では
https://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/c/cat_falcon/20190805/20190805133537.jpg  

実際にはこういう発散を回避するためにd次元(dは複素数)にまで解析接続するという事らしい(狂気としか思えないのだが、、)。こういう計算の方が発散する事より異常だと感じてしまう。

主に注意するのはディラック・γでd次元なので
https://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/c/cat_falcon/20190805/20190805133542.jpg
というように公式の姿も異なる。例えば
https://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/c/cat_falcon/20190805/20190805133548.jpg
のような置換を行う必要がある。ただこうやっても形式的にはdの式で書かれているだけでd=4では発散するんだからどうなんだろう?具体的には
https://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/c/cat_falcon/20190805/20190805133553.jpg
といった内線ループからの積分が絡んでくる。もちろん発散するけど4ではくdと置いてやると
https://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/c/cat_falcon/20190805/20190805133558.jpg
これは具体的な結果を出す事が出来る。

ただ結局はd=4では発散するんだし、、、
さらにぶっ飛びなのはdを複素数と思ってしまえという暴挙にでる。形式的には複素数dの関数として解析接続してしまえとい事らしい。それでも結局はdの実数部が4となると発散するから、、、
まあ、有限部分の抽出という意味では場の量子論の苦肉の策なのかも知れない。
結局、利便性だけか?